Ricerca FG²¶Óã. Linee di luce nelle profondit¨¤ del cervello
10.04.2025
Un nuovo metodo sperimentale che permette di identificare un¡¯impronta molecolare del tessuto cerebrale in aree remote del cervello apre nuove strade per lo studio del sistema nervoso centrale.
Un gruppo di istituti di ricerca e universit¨¤ che include l¡¯Istituto Italiano di Tecnologia (IIT) nei Centri di Lecce e Genova, il Dipartimento di Fisica e Astronomia dell¡¯Universit¨¤ di Padova, l¡¯Universit¨¤ del Salento, l'Universit¨¤ 'Magna Graecia' di Catanzaro e il Politecnico di Bari, ha individuato un approccio innovativo per analizzare la composizione molecolare del tessuto neurale, estraendone un¡¯impronta digitale che permette di valutarne caratteristiche sia fisiologiche che patologiche.
Lo ¨¨ stato pubblicato sulla rivista scientifica internazionale Nature Methods, ed ¨¨ stato eseguito anche in collaborazione con il Centro National de Investigaciones Oncologicas e il Consejo Superior de Investigaciones Cientificas - Instituto Cajal di Madrid
Il team di ricerca ha sviluppato una tecnica per rilevare le componenti del tessuto cerebrale senza l¡¯ausilio di mezzi di contrasto o marcatori di alcun tipo, aprendo la strada verso un utilizzo pi¨´ ampio della fotonica nell¡¯ambito delle neuroscienze e, nel lungo termine, della neurochirurgia.
?La tecnica che abbiamo utilizzato sfrutta una caratteristica particolare, seppur sfuggente, dell'interazione luce-materia. Quando un fascio di luce, di un colore molto ben definito, colpisce una molecola, una minima parte dell¡¯energia della luce innesca delle vibrazioni nella molecola. Immediatamente dopo, una piccola porzione del fascio viene diffusa con una lieve alterazione del colore iniziale. Misurare questa sfumatura di colore fornisce preziose informazioni sulla struttura chimica della molecola colpita, senza necessit¨¤ di utilizzare marcatori esterni? spiega Filippo Pisano, professore del Dipartimento di Fisica e Astronomia dell¡¯Universit¨¤ di Padova.
?Questo fenomeno, noto come diffusione Raman, ¨¨ gi¨¤ stato impiegato nello studio dei tessuti biologici, con alcune recenti applicazioni in ambito clinico - dice Ferruccio Pisanello, coordinatore del Centro per le Nanotecnologie biomolecolari dell¡¯Istituto Italiano di Tecnologia a Lecce -. Per la prima volta siamo riusciti a effettuare registrazioni in aree cerebrali profonde, minimizzando il danno tissutale. Questo ¨¨ stato possibile grazie combinazione non convenzionale di luce nel vicino infrarosso, con fibre ottiche impiantabili, microscopi appositamente progettati, e tecniche avanzate di analisi dati, inclusi algoritmi di intelligenza artificiale.?
?Sebbene ancora lontana da applicazioni mediche, questa metodologia dischiude nuove possibilit¨¤ per una comprensione pi¨´ profonda della fisiologia cerebrale che ipotizza promettenti applicazioni sullo studio di condizioni neurologiche patologiche, quali i tumori cerebrale e i traumi cranici? afferma Massimo De Vittorio, Professore all¡¯Universit¨¤ del Salento e ricercatore dell¡¯IIT di Lecce.
La ricerca nasce nell¡¯ambito di progetti finanziati da fondi europei, quali i progetti DEEPER e NanoBright, che hanno l¡¯obiettivo di sviluppare nuove tecnologie di indagine delle regioni profonde del cervello, per individuare le disfunzioni molecolari e cellulari alla base di disturbi e malattie cerebrali.
