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News dal CNR – La ricerca sul materiale delle meraviglie: il grafene.

In un nostro precedente articolo https://www.2la.it/scienze-e-ingegneria/483-il-materiale-delle-meraviglie/ avevamo già segnalato le proprietà del “grafene”, un reticolo di carbonio dello spessore di un singolo atomo, spesso indicato come ‘materiale delle meraviglie’ per le sue speciali proprietà.

Oggi un gruppo di ricerca coordinato dal Cnr ha verificato che il grafene ha proprietà in grado di controllare e modulare le attività degli astrociti, una tipologia di cellule del cervello.

Infatti, un lavoro recentemente pubblicato sulla rivista Nature Nanotechnology dimostra che, sfruttando le diverse proprietà di materiali a base di grafene, si possono controllare selettivamente i segnali degli astrociti, i quali a loro volta, stimolati elettricamente, sono in grado di alterare l’attività dei neuroni (1).

L’altro cervello: gli astrociti

Gli astrociti sono cellule cerebrali a forma di stella che, assieme agli stessi neuroni, svolgono importanti funzioni all’interno del cervello, modulando le sinapsi e partecipando ai meccanismi che coinvolgono la memoria, l’apprendimento e il comportamento. 

Vincenzo Palermo, ricercatore del Cnr-Isof ha spiegato che queste cellule stellate, dette anche “l’altro cervello”, sono presenti in gran numero nel cervello umano, dialogano tra loro, con i neuroni e con i vasi sanguigni, attraverso un codice di comunicazione basato sugli ioni di calcio e che “combinando le diverse proprietà del grafene è stato possibile creare un nuovo approccio, semplice ed efficace, per stimolare ed interrogare selettivamente gli astrociti.

Lo studio ha confermato che gli astrociti possono essere eccitati da un campo elettrico e che forniscono una risposta diversa in base alla tipologia di elettrodi attraverso i quali vengono stimolati, ciò avviene attivando alcuni ‘codici’ di calcio diversi, grazie alle proprietà uniche e controllabili dell’ossido di grafene”.

Modulazione selettiva dei neuroni

Gli studi degli ultimi quarant’anni hanno completamente rivoluzionato la visione neurocentrica del cervello, che imputava le capacità cognitive alla sola attività dei neuroni. Tuttavia, nonostante l’importanza degli astrociti, si conosce ancora poco del loro funzionamento e molte tecnologie per lo studio del cervello, nonché per la cura delle malattie legate al sistema nervoso, sono focalizzate sulla modulazione selettiva dei neuroni.

Lo studio, pubblicato su Nature Nanotechnology, potrà avere ricadute positive per la cura di importanti e complesse patologie cerebrali quali l’ictus e l’epilessia.

Il lavoro è stato supportato dal progetto europeo Astrotech, Prin-Pnrr Nanodyn e dai progetti di ricerca Us-Afosr Astrolight e Astrotalk (coordinati da Valentina Benfenati) e dal progetto Graphene Flaghsip (guidato da Vincenzo Palermo). Le attività rientrano nella strategia del gruppo di lavoro su Advanced Materials, Nanomaterials and Biophysics della Commissione congiunta Italia Usa su scienza e tecnologia guidato da Luigi Ambrosio (Cnr) e Sofi Bin-Salamon (Afosr).

Roma, 10 luglio 2024

1)La ricerca è coordinata dall’Istituto per la sintesi organica e la fotoreattività del Consiglio nazionale delle ricerche (Cnr-Isof), in collaborazione con l’Istituto per lo studio dei materiali nanostrutturati (Cnr-Ismn), i dipartimenti Fabit e Dei dell’Università di Bologna (Unibo) e l’Istituto di medicina sperimentale della Czeck Academy of Science di Praga (Repubblica Ceca).



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