NeuroWorm: l'elettrodo impiantabile ultrasottile che si muove nel cervello come un lombrico

Un team di ricercatori guidato dalla Cina ha sviluppato un elettrodo cerebrale impiantabile e flessibile, chiamato NeuroWorm, che è morbido come il tessuto cerebrale e più sottile di un capello. È il primo elettrodo 'dinamico' per interfacce cervello-computer (BCI): dopo l'impianto, può essere guidato magneticamente all'interno del cranio, e nei test sugli animali ha dimostrato una longevità record.

Cosa rende NeuroWorm diverso?

Gli impianti cerebrali tradizionali sono rigidi e fissi, e spesso causano infiammazione cronica e degradazione del segnale quando gli elettrodi rigidi sfregano contro il tessuto molle del cervello. NeuroWorm cambia completamente questo paradigma.

Il dispositivo è una microfibra morbida e allungabile con un diametro di circa 196 micron — più sottile di un capello umano — che ospita fino a 60 canali elettrodici indipendenti lungo la sua lunghezza . Incorpora una minuscola testina magnetica a un'estremità, che permette di controllare e guidare l'elettrodo all'interno del cervello usando campi magnetici esterni, in una modalità 'vagante'. Questa è la prima volta che si realizza un 'elettrodo dinamico', una svolta rispetto ai tradizionali impianti a posizione fissa .

Ispirandosi al movimento flessibile e al corpo segmentato di un lombrico, l'elettrodo può avanzare, sterzare e cambiare i bersagli di monitoraggio all'interno del cervello dopo l'impianto — una capacità che nessun precedente impianto cerebrale aveva mai dimostrato .

Risultati chiave nei test sugli animali

Nei test sugli animali, NeuroWorm ha registrato attività neurale di alta qualità con una chiarezza a lungo termine senza precedenti, ed è rimasto funzionale e sicuro per 18 mesi senza alcun calo delle prestazioni . Questo è significativamente più lungo della maggior parte degli impianti cerebrali esistenti, che in genere si degradano nel giro di mesi a causa di infiammazione o guasti materiali.

NeuroWorm ha dimostrato di 'vagare' all'interno di crani di coniglio, cambiando attivamente i bersagli di monitoraggio secondo necessità, e ha fornito registrazioni bioelettriche stabili sia dal cervello che dal tessuto muscolare . Nel tessuto muscolare, ha fornito un monitoraggio bioelettrico stabile nei ratti per più di 43 settimane; anche dopo 54 settimane di impianto, l'incapsulamento da parte dei fibroblasti attorno alla fibra è rimasto trascurabile .

La tecnologia dietro la svolta

L'elettrodo è fabbricato arrotolando un dispositivo bioelettronico 2D in una microfibra 1D, creando una struttura auto-incapsulata con siti elettrodici esposti come interfacce tissutali . Il processo consente l'integrazione di fino a 60 canali discreti, e la morbidezza della fibra (che utilizza un substrato di stirene-etilene-butilene-stirene spesso 400 nm con fili d'oro modellati) garantisce che le proprietà meccaniche corrispondano a quelle del tessuto cerebrale, eliminando la fonte dell'infiammazione cronica .

Come si muove: la guida magnetica

L'innovazione chiave che consente la mobilità è l'incorporazione di una minuscola testina magnetica sulla punta dell'elettrodo. I campi magnetici esterni possono quindi essere utilizzati per guidare la fibra attraverso il tessuto cerebrale, consentendo ai ricercatori di colpire diverse popolazioni neuronali senza interventi chirurgici aggiuntivi . Questa capacità dinamica potrebbe permettere studi a lungo termine su come l'attività neurale cambia nel tempo in diverse regioni del cervello.

Pubblicazione e team di ricerca

Lo studio è stato pubblicato su Nature il 17 settembre 2025 da ricercatori dello Shenzhen Institutes of Advanced Technology (SIAT) sotto l'Accademia Cinese delle Scienze, della Shenzhen University of Advanced Technology e della Donghua University . I ricercatori principali includono il Prof. Liu Zhiyuan, la Prof.ssa Xu Tiantian, il Prof. Associato Han Fei e il Prof. Yan Wei .

Perché questo è importante per le interfacce cervello-computer

NeuroWorm affronta due delle più grandi sfide che frenano lo sviluppo delle interfacce cervello-computer: la breve durata funzionale degli elettrodi impiantati e l'incapacità di registrare da più bersagli cerebrali senza inserire più sonde rigide . Consentendo a un singolo impianto di muoversi dinamicamente e registrare per oltre un anno, si aprono nuove possibilità per studiare le dinamiche neurali a lungo termine e per future applicazioni BCI nel trattamento di condizioni neurologiche.