Sfumature di luce riescono per la prima volta a cogliere le impronte molecolari delle aree del cervello più nascoste e difficili da raggiungere e, grazie a queste informazioni, diventa possibile studiare e comprendere il più complesso degli organi. Il risultato è pubblicato sulla rivista Nature Methods con il coordinamento del dipartimento di Fisica e Astronomia dell’Università di Padova e dell’Istituto Italiano di Tecnologia (Iit) con i centri di Lecce e Genova. Alla ricerca hanno partecipato le Università del Salento, 'Magna Graecia' di Catanzaro e il Politecnico di Bari, oltre all’Instituto Cajal di Madrid.
“La tecnica che abbiamo utilizzato sfrutta una
caratteristica
particolare, seppur sfuggente, dell'
interazione luce-materia
”, dice il primo autore della ricerca Filippo Pisano, dell’Università di Padova e del centro Iit di Arnesano (Lecce). “Quando un
fascio di luce
, di un
colore molto ben definito
, colpisce una
molecola
– prosegue - una
minima parte dell’energia
della luce
innesca
delle
vibrazioni
nella molecola.
Immediatamente dopo, una
piccola porzione
del
fascio di luce
viene diffusa con una
lieve alterazione del colore iniziale
. Misurare questa
sfumatura di colore
fornisce
preziose informazioni
sulla
struttura chimica della molecola colpita
, senza necessità di utilizzare marcatori esterni”.
La nuova tecnica,
non invasiva
e che
non utilizza mezzi di contrasto
o marcatori di alcun tipo, apre una
nuova strada nella ricerca sul cervello,
basata sulla scienza che studia la luce e il modo in cui questa interagisce con la materia (fotonica). Il fenomeno che sfrutta si chiama
diffusione Raman
ed “è già stato impiegato nello studio dei tessuti biologici, con alcune recenti applicazioni in ambito clinico”, osserva Ferruccio Pisanello, coordinatore del Centro per le Nanotecnologie Biomolecolari dell’Iit a Lecce. “
Per la prima volta
– aggiunge - siamo riusciti a effettuare
registrazioni in aree cerebrali profonde
,
minimizzando il danno tissutale
. Questo è 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”.
Per un altro autore della ricerca, Massimo De Vittorio dell’Università del Salento e dell’Iit di Lecce, “sebbene
ancora lontana da applicazioni
mediche
, questa
metodologia dischiude nuove possibilità
per una
comprensione più profonda della fisiologia cerebrale
che ipotizza
promettenti applicazioni
sullo studio di condizioni neurologiche patologiche, quali i
tumori cerebrali
e i
traumi cranici
”.
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