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Gli ultrasuoni possono aiutare a controllare il cervello
Ultima recensione: 02.07.2025
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Un articolo di un team di scienziati è apparso su una delle più note pubblicazioni scientifiche in merito al loro nuovo lavoro: gli specialisti sono riusciti a controllare il comportamento degli ascaridi con un gene speciale, influenzandoli con gli ultrasuoni.
Il responsabile del gruppo scientifico, il californiano Stuart Ibsen, ha spiegato che le onde ultrasoniche a bassa frequenza, diffondendosi nel corpo, non sono quasi disperse, il che le distingue dalla luce. Questa caratteristica può essere utile, ad esempio, per stimolare aree profonde del cervello.
Il team di Ibsen è riuscito a controllare le azioni degli ascaridi transgenici utilizzando onde ultrasoniche e bolle d'aria presenti nel terreno di coltura circostante i vermi.
Gli scienziati hanno modificato il genoma degli ascaridi in modo che le loro cellule nervose diventino sensibili ai comandi inviati tramite ultrasuoni. Gli specialisti sono riusciti a ottenere questo risultato introducendo il gene TRP-4 nel DNA dei vermi. Questo gene speciale contiene una "guida" specifica per l'assemblaggio di molecole di una proteina insolita situata sulla superficie dei neuroni; è questa proteina che è responsabile della percezione degli ultrasuoni da parte degli ascaridi e consente loro di controllare le proprie azioni. Tali proteine fungono da una sorta di canale attraverso il quale passano determinati ioni (nel caso dei vermi, i canali ionici si aprono per il calcio), che induce l' attivazione delle cellule cerebrali.
Quando gli ultrasuoni colpiscono le molecole proteiche, si apre un canale e la cellula emette un impulso elettrico. Grazie a ciò, gli scienziati sono stati in grado di controllare il funzionamento non solo delle singole cellule, ma anche dell'intero cervello dei vermi. Oltre agli ultrasuoni, le bolle d'aria, ricoperte da uno speciale strato di grasso e vernice, hanno contribuito a influenzare il comportamento dei vermi. Tali bolle hanno contribuito ad attivare specifici neuroni. Come risultato dell'esposizione agli ultrasuoni, gli scienziati hanno costretto il verme a muoversi nella direzione opposta, a ruotare ad angolo acuto o a non ruotare affatto.
Questo metodo di controllo del funzionamento del cervello si chiama sonogenetica e attualmente può essere applicato solo ai vermi. Tuttavia, secondo gli scienziati, è possibile adattare questo metodo non solo ad altri animali, ma anche agli esseri umani, sebbene vi siano molte difficoltà lungo il cammino verso questo obiettivo.
Affinché il metodo funzioni, è necessario introdurre il gene TRP-4 in determinate cellule del corpo e bolle d'aria nel sistema circolatorio. Gli esperti suggeriscono che un sistema così unico potrebbe aiutare le persone con disturbi cerebrali, come l'epilessia.
Ora gli scienziati devono verificare se il metodo funzionerà anche nei mammiferi. Attualmente, il gruppo scientifico di Ibsen ha già avviato ricerche sui roditori e, se gli esperimenti avranno successo, la sonogenetica potrà essere adattata all'uomo. Gli specialisti sono fiduciosi di riuscire a trovare metodi di controllo "senza contatto" delle cellule.
A proposito, gli ultrasuoni sono già stati utilizzati dagli scienziati per stimolare il cervello e persino per curare alcune malattie, ma il gruppo di Ibsen è stato il primo a riuscire ad attivare singole cellule con le onde ultrasoniche.