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Impianto nel cervello potrebbe aumentare la funzione cognitiva con demenza e ictus
Scienziati stanno sviluppando un impianto che può consentire loro di manipolare l'attività neurale di scimmie Rhesus (Macaca mulatta), permettendo di contribuire a recuperare la capacità decisionale persa nei primati.
Il dispositivo tecnologico potrebbe un giorno aiutare coloro che soffrono di demenza, ictus, lesioni cerebrali o malattie cerebrali diverse.
L'impianto cibernetico è stato creato da un team composto da ricercatori della University of Southern California (USC), dall'Università del Kentucky, e dal Wake Forest Baptist Medical Center. Tale impianto, spiega Jason Mick di Daily Tech, comprende una protesi formata da un elettrodo collegato a due parti della corteccia neurale della scimmia.
Il dispositivo ha permesso loro di "manipolare l'attività neurale di scimmie rhesus per assisterle nel processo decisionale quando le loro capacità cognitive si sono deteriorate a causa della somministrazione di cocaina", ha aggiunto Joseph Stromberg del Science Surprising blog della Smithsonian. Nell'ambito della ricerca, pubblicata nel Journal of Neural Engineering, gli scienziati hanno prima addestrato le scimmie per farle completare un compito semplice che consiste nell'abbinare immagini sullo schermo del computer, ha detto Stromberg.
Hanno monitorato le scimmie Rhesus, e premiato ogni sforzo di successo con una goccia di succo. "Nel corso di diversi mesi, ogni scimmia ha capito come deve eseguire il compito e si è allenata fino a che non è stata in grado di selezionare l'immagine corretta il 40-75 per cento delle volte, a seconda del numero di foto viste" ha detto Stromberg, notando che la squadra ha "monitorato da vicino i modelli neurali delle scimmie con cilindri di registrazione che erano stati impiantati nella corteccia prefrontale delle scimmie, una zona del cervello conosciuta per essere attiva durante i compiti decisionali".
Hanno poi cominciato ad iniettare cocaina nelle scimmie, un farmaco noto per avere un impatto negativo sulla concentrazione e sulle capacità decisionali, mentre erano nel mezzo dell'esecuzione delle attività. Gli animali intossicati, hanno visto una diminuzione del tasso di successo del 13%, ha detto l'autore Smithsoniano. L'uso degli elettrodi non solo ha invertito gli effetti negativi, ma ha "in realtà migliorato la memoria della scimmia al di sopra della linea di base originale", secondo Mick.
Il dispositivo è stato impiantato attraverso la fronte delle scimmie, e negli strati di rivestimento esterno sottile L-2/3 e L-5 del cervello, noto anche come corteccia cerebrale, ha spiegato al New York Times lo scrittore Benedict Carey. Questi due strati inviano segnali avanti e indietro quando il cervello è tenuto a prendere decisioni, proprio come alle creature è stato chiesto di fare durante il gioco di abbinamento al computer. "Il team di ricerca ritiene che il dispositivo potrebbe rappresentare il prototipo di un dispositivo di assistenza per coloro che hanno avuto lesioni cerebrali, ictus, o affetti da malattie neurodegenerative, e può aiutare queste persone a completare le attività di base" ha detto Jon Bardin del Los Angeles Times. "Ma deve essere fatto molto più lavoro prima che sia chiaro esattamente quanto possa essere utile un tale dispositivo".
"I risultati suggeriscono che le protesi neurali potrebbero un giorno essere usate per recuperare le funzioni specifiche del cervello in pazienti con lesioni cerebrali o malattie del cervello localizzate", ha aggiunto Susan Young di Technology Review. "Anche se i risultati ... possono richiedere molti anni per essere applicati agli esseri umani, essi suggeriscono che anche i processi cognitivi, come il decidere o meno di prendere una tazza di caffè o di ricordare dove si sono lasciate le chiavi, potrebbero un giorno essere migliorati da chip cerebrali".
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Fonte: Staff redOrbit & Reports Wire - Your Online Universe
Riferimento: Robert E Hampson, Greg A Gerhardt, Vasilis Marmarelis, Dong Song, Ioan Opris, Lucas Santos, Theodore W Berger, Sam A Deadwyler. Facilitation and restoration of cognitive function in primate prefrontal cortex by a neuroprosthesis that utilizes minicolumn-specific neural firing. 2012 Journal of Neural Engineering. 9 056012 doi:10.1088/1741-2560/9/5/056012
Pubblicato in RedOrbit il 17 Settembre 2012 - Traduzione di Franco Pellizzari. - Image Credit: Photos.com
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