Le nuove sonde al grafene possono rilevare meglio i segnali del cervello epilettico

Piccole sonde neurali al grafene sviluppate di recente possono essere utilizzate in sicurezza per migliorare notevolmente la comprensione delle cause alla base dell’epilessia, migliorando le tecnologie attuali, che hanno [...] ..

Le nuove sonde al grafene possono rilevare meglio i segnali del cervello epilettico

Piccole sonde neurali al grafene sviluppate di recente possono essere utilizzate in sicurezza per migliorare notevolmente la comprensione delle cause alla base dell’epilessia, migliorando le tecnologie attuali, che hanno una capacità limitata di ottenere con precisione segnali cerebrali ultra lenti con un’elevata fedeltà spaziale.

La capacità di registrare e mappare l’intera gamma di segnali cerebrali utilizzando sonde elettrofisiologiche rappresenta un importante progresso nella comprensione delle malattie cerebrali e implica un contributo alla gestione clinica dei pazienti con vari disturbi neurologici.

Nuova tecnologia per rilevare i segnali cerebrali associati all’epilessia

La sonda neurale di profondità del grafene (gDNP) è costituita da una matrice lineare di microtransistor lunghi un millimetro incorporati in un substrato polimerico micrometrico flessibile. I transistor sono stati sviluppati in collaborazione con il Laboratorio di neuromedicina dell’Università di Manchester e l’Istituto di neurologia dell’UCL.

Un articolo pubblicato sulla rivista Nature Nanotechnology mostra che le esclusive sonde cerebrali flessibili di questo progetto possono essere utilizzate per registrare segnali cerebrali patologici associati all’epilessia, ottenendo risultati con eccellente fedeltà e alta risoluzione spaziale.

Il dott. Rob Wykes, un membro del team di Nanoneuro presso l’Università di Manchester ha commentato che “l’applicazione di questa tecnologia consentirà ai ricercatori di studiare il ruolo svolto dalle oscillazioni infraslow nel promuovere le finestre di suscettibilità per la transizione alle crisi epilettiche, oltre a migliorare la rilevazione di biomarcatori elettrofisiologici rilevanti associati

all’epilessia”.

Per le prime prove, questi dispositivi gDNP flessibili sono stati impiantati cronicamente in topi con epilessia. I dispositivi impiantati hanno fornito una risoluzione spaziale eccezionale e una registrazione a larghezza di banda molto ricca di segnali cerebrali epilettici per settimane. Inoltre, approfonditi test di biocompatibilità cronica hanno confermato che non vi sono danni significativi ai tessuti o neuroinfiammazione, attribuiti alla biocompatibilità dei materiali utilizzati, incluso il grafene, e alla natura flessibile del dispositivo gDNP.

Se implementata, questa nuova tecnologia potrebbe consentire ai ricercatori di saperne di più sul ruolo che le oscillazioni cerebrali ultra lente svolgono nelle convulsioni tipiche di questa malattia, oltre a migliorare la rilevazione di biomarcatori elettrofisiologici clinicamente rilevanti associati all’epilessia.

A livello clinico, in futuro questa nuova tecnologia potrebbe offrire la possibilità di identificare e delineare con molta più precisione le aree del cervello responsabili dell’inizio delle convulsioni prima di eseguire un intervento chirurgico, il che porta a resezioni meno estese e risultati migliori. Allo stesso modo, questa tecnologia può anche essere sfruttata per ottenere una migliore comprensione di altre malattie neurologiche associate a segnali cerebrali ultra-lenti, come lesioni cerebrali traumatiche, ictus ed emicranie.


Fonte: Full-bandwidth electrophysiology of seizures and epileptiform activity enabled by flexible graphene microtransistor depth neural probes [Nature Nanotechnology].