Sla, nasce il robot con il midollo: aiuterà la ricerca

Per metà sono animali e per l’altra metà sono artificiali. Si chiamano biobot e uno dei primi esemplari creati da zero potrebbe rivoluzionare la ricerca sulle malattie neurodegenerative, come la Sclerosi laterale amiotrofica (Sla). Un gruppo di ricercatori dell’Università americana dell’Illinois a Urbana-Champaign ha infatti costruito un biobot utilizzando muscoli artificiali controllati dal midollo spinale di un ratto. Lo hanno ribattezzato “SpinoBot” e ne hanno descritto tutte le sue sorprendenti peculiarità sulla rivista APL Bioengineering.

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SpinoBot è un sistema biorobotico ibrido che, dopo sette giorni dalla sua creazione, ha dato i primi “segni di vita”. In particolare, i motoneuroni del midollo spinale, ossia i neuroni che trasportano il segnale all’esterno del sistema nervoso centrale per controllare il movimento dei muscoli, hanno iniziato a produrre attività elettrica in grado di far contrarre i muscoli artificiali. «Quando abbiamo esaminato a fondo come si è sviluppata l’interfaccia neurone-muscolo, siamo stati entusiasti di osservare molte somiglianze tra il nostro SpinoBot e il sistema in vivo», riferisce uno degli autori, Collin Kaufman. Questo risultato indica che il midollo spinale può essere utilizzato per controllare i comportamenti muscolari, anche se viene rimosso dal suo ambiente naturale. I ricercatori hanno poi messo alla prova la loro creatura variando la concentrazione dei neurotrasmettitori: quando ne hanno aggiunti di più, le contrazioni muscolari sono risultate più strutturate e coerenti e quando sono stati bloccati, le contrazioni sono diminuite.

Le implicazioni sono eccezionali. Visto infatti che studiare il sistema nervoso periferico può essere molto difficile, la possibilità di osservarlo esternamente potrà portare la medicina a fare grandi passi in avanti. Ad esempio, il sistema potrebbe rivelarsi un laboratorio unico per studiare malattie come la Sla, in cui la morte dei neuroni provoca l’eventuale perdita della funzione motoria. «I prossimi passi per studiare una tale malattia sono sorprendentemente vicini», sottolinea Kaufman. Il biobot potrebbe infatti permettere di «studiare come i neuroni malati interagiscono con i muscoli vicini». Inoltre, i biobot potrebbero essere utilizzati come strumenti di addestramento per i futuri chirurghi, consentendo agli studenti di medicina di eseguire interventi su vero tessuto biologico. «Solo ora stiamo iniziando a comprendere le possibili applicazioni future di questa tecnologia e ci aspettiamo grandi cose nei prossimi anni», sottolinea Martha Gillette, professore di biologia cellulare e dello sviluppo presso l’università americana.

Qualche mese fa, sempre negli Stati Uniti, un team di biologi, informatici e ingegneri dell’Università del Vermont, dell’Università di Tufts e dell’Istituto Wyss dell’Università di Harvard ha creato un altro ibrido animale-robot. Lo ha chiamato «xenobot»: cellule embrionali di rana riassemblate con un supercomputer e programmate per compiere funzioni diverse da quelle che svolgerebbero naturalmente. Anche in quell’occasione, gli studiosi hanno parlato di implicazioni straordinarie. In futuro ad esempio questi minuscoli robot viventi potrebbero viaggiare nel corpo umano per somministrare farmaci o ripulire le arterie.

Una moltitudine di funzioni, nei più disparati campi, che ora è impossibile da immaginare.