Medicina: nuovo prototipo di robot che si scompone per viaggiare nel corpo umano
Il nuovo microscopico "robot" che si scompone in minuscole versioni di sé stesso, ideato per poter attraversare i luoghi più inaccessibili del corpo umano
Il nostro cervello rimane sempre un mistero. Misterioso quanto complicato a livello di strutture che lo costituiscono. Intanto, è un organo diviso in due emisferi, ciascuno dei quali è diviso in più lobi: frontale, parietale, occipitale e temporale. Il suo strato più esterno è la corteccia cerebrale. La descrizione anatomica potrebbe continuare ed essere molto più approfondita, ma concentriamoci sulla corteccia. Innanzitutto, è la struttura che più differenzia il cervello di (alcuni) mammiferi rispetto ad altri vertebrati: aspetto rugoso, con profondi solchi e circonvoluzioni. Di spessore variabile tra i 2 e i 5 millimetri, la corteccia cerebrale rappresenta il 42% dell’intera massa cerebrale, pesa circa 630 grammi e comprende qualcosa come 16 miliardi di neuroni e 300 trilioni di sinapsi.
La corteccia cerebrale si caratterizza per una macro-architettura molto particolare: presenta, infatti, un’alternanza tra profonde scanalature, chiamate solchi o scissure, e creste, denominate circonvoluzioni o giri. Questo peculiare assetto macro-architettonico è estremamente vantaggioso perché ne amplia in modo sensibile l’estensione senza renderla particolarmente ingombrante (senza l’alternanza solchi-giri, la corteccia cerebrale sarebbe qualcosa di molto più voluminoso, che richiederebbe molto più spazio del normale cranio umano). È vantaggiosa ma anche svantaggiosa, dal punto di vista medico. Questa morfologia a trame complicate rende l’accesso a strumenti chirurgici, ad esempio, difficoltoso e con una percentuale di rischio da dover mettere sempre in conto. Niente paura. Le innovazioni scientifiche vengono in nostro soccorso. È stato realizzato un microscopico robot che si scompone in minuscole versioni di sé stesso- e si ricompone- per poter attraversare agevolmente anche i passaggi più stretti e tortuosi della corteccia cerebrale: in futuro potrebbe essere usato per veicolare farmaci nel corpo umano, in modo da attraversare i vasi sanguigni più piccoli e raggiungere anche le parti più inaccessibili.
Il test di prova
Occorre premettere che non bisogna pensare al robot tipico dell’immaginario comune. In questo studio viene definito tale per semplificazione e perché, per definizione, è robot una qualunque macchina programmabile in grado di svolgere- più o meno indipendentemente- un lavoro al posto dell’uomo. Ed è esattamente quello che gli scienziati cercano di ottenere con i progressi nel campo biomedico. Il risultato è pubblicato sulla rivista Science Advances dai ricercatori della Soochow University in Cina, in collaborazione con il Max Planck Institute for Intelligent Systems e l’Harbin Institute of Technology. Il robot è ferro fluidico, cioè è una sospensione liquida, o meglio: una sospensione composta da particelle ferro-magnetiche in grado di dividersi in piccole goccioline e ricostruirsi. In pratica, riesce a scindersi in minuscole versioni di sé stesso per poi tornare tutto intero, all’occorrenza.
Le nanoparticelle di ossido di ferro che lo compongono, immerse in una miscela composta da un tensioattivo e un liquido (olio idrocarburico leggero), gli consentono di unire una combinazione di proprietà tipiche dei liquidi ed una forte risposta magnetica così da poter controllare i movimenti da magneti esterni. Questi robot ferro fluidici possono essere modellati, divisi e ricostruiti nella loro interezza. L’idea è stata realizzata con lo scopo di avere un impiego futuro in biomedicina e i ricercatori, per dimostrare che sono in grado di viaggiare attraverso il corpo umano, li hanno testati facendoli muovere nei meandri di un piccolo labirinto fatto da sezioni larghe e angoli più stretti, costruito con l’obiettivo di imitare le arterie e i capillari del corpo. Scomponendo il robot in più parti, hanno ottenuto un vero e proprio sciame, che è riuscito a superare i passaggi più stretti per poi ricomporsi e raggiungere l’uscita. Il video del test:
Il gruppo di ricerca ha spiegato che il robot potrebbe essere realizzato in diverse dimensioni. Per poterlo utilizzare realmente nel corpo umano bisognerà sviluppare, inoltre, un sistema di controllo magnetico abbastanza forte da agire attraverso i tessuti umani e le ossa del cranio.
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