Captano i debolissimi segnali elettrici che le cellule si scambiano per comunicare tra loro, le le nano-antenne wireless messe a punto nella ricerca coordinata dal Massachusetts Institute of Technology e descritte sulla rivista Science Advances. Ciascuna di esse è cento volte più sottile di un capello, ma la novità principale di questi minuscoli dispositivi sta nel fatto che eliminano la necessità di essere collegati a cavi elettrici: si tratta, dunque, di strumenti wireless, che sfruttano invece la luce per ascoltare cellule coltivate in laboratorio.
Il risultato apre la strada a diagnosi più precise e trattamenti mirati per malattie come aritmia e Alzheimer, ma le antenne potrebbero anche trovare applicazione nei sensori e dispositivi ottici di prossima generazione. I ricercatori guidati da Benoît Desbiolles hanno costruito le nano-antenne a partire da un particolare materiale: quando c’è attività elettrica nelle vicinanze, la sua struttura si modifica e cambia il modo in cui riflette la luce. In questo modo è possibile collegare in serie migliaia o addirittura milioni di antenne e misurare la luce da loro riflessa grazie a un semplice microscopio ottico. I dispositivi hanno anche una sensibilità molto elevata: riescono a captare piccolissimi segnali fino a 2,5 millivolt, laddove quelli utilizzati dai neuroni per comunicare si aggirano sui 100 millivolt.
“La bioelettricità è fondamentale per il funzionamento delle cellule e di diversi processi vitali, ma registrare con precisione tali segnali è stato finora molto impegnativo”, dice Deblina Sarkar, co-autrice dello studio. “Le antenne che abbiamo sviluppato consentono la registrazione di segnali elettrici in modalità wireless, con risoluzione spaziale micrometrica e da migliaia di siti contemporaneamente. Ciò può creare opportunità senza precedenti per comprendere la biologia fondamentale – aggiunge Sarkar – e come viene alterata la segnalazione a causa delle diverse patologie”.
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