I ricercatori hanno sviluppato una tecnica per rilevare le componenti del tessuto cerebrale senza l’ausilio di mezzi di contrasto o marcatori di alcun tipo, aprendo la strada verso un utilizzo più ampio della fotonica nell’ambito delle neuroscienze e, nel lungo termine, della neurochirurgia. «La tecnica che abbiamo utilizzato sfrutta una caratteristica particolare, seppur sfuggente, dell'interazione luce-materia. Quando un fascio di luce, di un colore molto ben definito, colpisce una molecola, una minima parte dell’energia della luce innesca delle vibrazioni nella molecola. Immediatamente dopo, una piccola porzione del fascio 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» spiega Filippo Pisano, Professore Associato al Dipartimento di Fisica e Astronomia dell’Università di Padova. «Questo fenomeno, noto come diffusione Raman, è già stato impiegato nello studio dei tessuti biologici, con alcune recenti applicazioni in ambito clinico - dice Ferruccio Pisanello, Coordinatore del Centro per le Nanotecnologie Biomolecolari dell’Istituto Italiano di Tecnologia a Lecce -. Per la prima volta 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.»
«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 cerebrale e i traumi cranici» afferma Massimo De Vittorio, Professore all’Università del Salento e ricercatore dell’IIT di Lecce. La ricerca nasce nell’ambito di progetti finanziati da fondi europei, quali i progetti DEEPER e NanoBright, che hanno l’obiettivo di sviluppare nuove tecnologie di indagine delle regioni profonde del cervello, per individuare le disfunzioni molecolari e cellulari alla base di disturbi e malattie cerebrali.
