Rudolf Cole
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Una retina artificiale fatta di inchiostro organico e oro potrebbe essere in grado di ripristinare la vista un giorno, suggerisce un nuovo studio.
Il nuovo dispositivo è un foglio estremamente sottile di pigmenti cristallini organici, ampiamente utilizzati negli inchiostri da stampa, nei cosmetici e nei tatuaggi. Quando questi pigmenti sono disposti in una particolare geometria stratificata, i cristalli possono assorbire la luce e convertirla in segnali elettrici, proprio come le cellule fotosensibili - chiamate fotorecettori - nella retina dell'occhio e rendere possibile la visione, secondo lo studio, pubblicato a maggio 2 nella rivista Advanced Materials.
Il dispositivo promette di ripristinare la vista per milioni di persone con malattie come la retinite pigmentosa, una malattia genetica dell'occhio e la degenerazione maculare legata all'età, una delle principali cause di cecità tra gli anziani.
In queste malattie, i fotorecettori vengono persi, ma vengono preservati altri neuroni nella retina che elaborano i segnali elettrici e li trasmettono al cervello. "Abbiamo questi neuroni che sono perfettamente sani e funzionanti", ha detto il ricercatore senior dello studio Eric Glowacki, un ricercatore che studia elettronica organica presso l'Università di Linköping in Svezia. "Quindi segue, possiamo bypassare i fotorecettori e stimolare direttamente i neuroni?" [Super-Intelligent Machines: 7 Robotic Futures]
Bypassare i fotorecettori negli occhi non è un'idea nuova. Ci sono altri impianti retinici che vengono testati sull'uomo o che sono già sul mercato. Alcuni utilizzano telecamere esterne che trasmettono agli elettrodi impiantati nella retina e alimentano il dispositivo utilizzando un'altra unità impiantata dietro l'orecchio. Altri team stanno esplorando approcci wireless che utilizzano celle solari miniaturizzate come sostituti dei fotorecettori.
Ciò che distingue il nuovo impianto è che è wireless e utilizza composti organici invece di materiale a base di silicio, rendendo più probabile che venga accettato dall'organismo.
"Questo è piuttosto unico", ha detto Derrick Cheng, un ricercatore presso la Brown University che studia approcci bioibridi agli impianti di retina ma non è stato coinvolto nel nuovo studio. "L'occhio ha naturalmente uno strato pigmentato. Quindi questo approccio è più simile a come appare effettivamente la retina".
Il dispositivo è anche estremamente sottile, il che è fondamentale per tutto ciò che deve essere impiantato nel delicato tessuto oculare, ha detto Cheng. Infatti, a soli 80 nanometri, è 100 volte più sottile di un singolo neurone e 500 volte più sottile degli impianti retinici in silicio più sottili, secondo lo studio.
È difficile creare impianti wireless in grado di generare da soli una potenza sufficiente per attivare i neuroni. Per Glowacki e i suoi colleghi, trovare la soluzione ha comportato testare e ottimizzare diverse combinazioni di pigmenti che sono bravi ad assorbire la luce. Mettono due strati di due pigmenti diversi su uno strato d'oro. Quando questo sandwich viene esposto alla luce, gli elettroni si accumulano sopra e la carica positiva va verso il basso, caricando lo strato d'oro. Quando immerso in acqua salata, che è simile all'ambiente all'interno dell'occhio, il dispositivo genera un campo elettrico che viene rilevato dai neuroni vicini.
Quando è arrivato il momento di testare il dispositivo su una retina, Yael Hanein, professore di ingegneria elettrica all'Università di Tel Aviv in Israele, e il suo team hanno estratto le retine da embrioni di pollo. Quando un pollo cresce nell'uovo, i suoi occhi si sviluppano entro il 14 ° giorno, ma i fotorecettori non si formano fino al giorno 16. Ciò offre ai ricercatori una finestra di due giorni per mettere le mani su una retina "cieca".
Dopo aver collegato il dispositivo alla retina di pollo estratta, i ricercatori hanno fatto luce su di esso e hanno scoperto che generava elettricità sufficiente per stimolare il resto dei neuroni retinici. "Questo è stato il risultato più importante", ha detto Glowacki .
Il team sta ora testando il dispositivo su conigli vivi, con l'aiuto di chirurghi volontari della retina umana. Sebbene i conigli non siano ciechi, naturalmente non vedono il rosso perché hanno fotorecettori solo per gli spettri verde e blu. Se l'impianto di retina, che raccoglie lo spettro rosso, funziona come previsto, i ricercatori sarebbero in grado di vedere la risposta neuronale risultante nella corteccia visiva degli animali, ha detto Glowacki. In altre parole, sarebbero in grado di vedere se il dispositivo ha permesso agli animali di vedere il rosso.
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