Progetto CROSSBRAIN: microbot iniettati contro i cortocircuiti cerebrali
Microbot iniettati nel sistema endovascolare per contrastare l’attività elettrica aberrante del cervello, come nel caso di crisi epilettiche o attacchi di panico. Non si tratta di fantascienza ma dell’ambizioso programma di ricerca CROSSBRAIN coordinato dall’Università di Roma Tor Vergata.
“È noto che un gran numero di condizioni patologiche cerebrali coinvolgono direttamente un’attività elettrica aberrante del cervello, come ad esempio crisi epilettiche o disturbi di panico – spiega Nicola Toschi, Principal Investigator di CROSSBRAIN e professore associato di Fisica del Dipartimento di Biomedicina e Prevenzione a “Tor Vergata” – La tempestiva diagnosi di tali condizioni è essenziale per rendere possibile una terapia adattiva ed efficace”. “Purtroppo, le tecnologie attualmente disponibili per guidare e modulare l’attività cerebrale in modo preciso e selettivo a scopo terapeutico sono ad oggi fortemente limitate, riducendo notevolmente le opzioni terapeutiche. Tuttavia, i recenti progressi nell’ambito delle nanotecnologie possono facilitare l’accesso a nuove modalità e paradigmi innovativi nel campo della neuromodulazione”. Ovvero della modulazione della trasmissione di impulsi elettrici del sistema nervoso umano, ottenuta grazie a un’azione dall’esterno. In questo caso, grazie ai microbot. “L’innovazione nel campo dei nanomateriali – commenta Toschi – offre l’opportunità di modulare l’attività neuronale con maggiore precisione e sensibilità. Il progetto mira a creare strategie e dispositivi di neurostimolazione radicalmente nuovi nel campo della medicina di precisione, con un ruolo chiave nella gestione predittiva delle malattie cerebrali”.
Nelle intenzioni dei ricercatori si vuole realizzare un dispositivo altamente innovativo composto da una serie di microbots, di dimensioni pari a cubi si lato 0.1 mm, che, impiantati per via endovascolare, opereranno cooperativamente sotto controllo in rete e alimentazione wireless da una minuscola unità centrale dotata di dedicati algoritmi di intelligenza artificiale, un dispositivo indossabile. “Poiché esistono molte condizioni patologiche cerebrali in cui viene rilevata un’attività elettrica aberrante all’interno del cervello – continua Nicola Toschi – CROSSBRAIN mira a rilevare l’attività elettrica a livello cellulare e circuitale e a modulare l’attività elettrica delle cellule, secondo le specifiche necessità del paziente”. “Il dispositivo consentirà una modulazione altamente localizzata e adattiva del tessuto cerebrale, incentrando la sua rivoluzione tecnologica sulla convergenza dell’extreme edge computing e l’uso di nanomateriali avanzati caratterizzati da proprietà fisiche personalizzate. I microbots saranno quindi progettati utilizzando nanomateriali all’avanguardia, in grado di modulare l’attivita’ neuronale in 4 modalità diverse, e comprenderanno rivestimenti composti vettori virali in grado di liberare materiale genetico a comando, consentendo quindi di sensibilizzare i neuroni a signoli stimoli in maniera precisa e selettiva mediante l’espressione di recettori dedicati. La piattaforma CROSSBRAIN agirà quindi fornendo rilevamento, previsione e attuazione e combinando più meccanismi di neuromodulazione, che agiranno in modo sinergico e dinamico per modulare in maniera ottimale la stimolazione in base ai modelli di attivazione dei singoli neuroni e/o alle esigenze del paziente e del medico” ha concluso Nicola Toschi.
In questi giorni si svolge a Roma il primo incontro tra i nove partner coinvolti: università di Roma Tor Vergata a cui prendono parte anche: SISSA Scuola Internazionale Superiore di Studi Avanzati di Trieste, Italia; PERC PERCUROS BV, Paesi Bassi; UGLA University of Glasgow, Glasgow, Regno Unito; NLB NAMLAB GMBH, Dresda, Germania; FAU Friedrich Alexander Universitaet, Erlangen-Nuernberg, Germania; CIC Associacion Centro de Investigacion Cooperativa en Biomateriales, San Sebastian, Spagna; IIT Fondazione Istituto Italiano di Tecnologia, Genova, Italia; CSIC Agencia estatal consejo superior de investigaciones cientificas Madrid, Spagna.
CROSSBRAIN ha avuto inizio a novembre 2022 e avrà una durata di 4 anni. Ha ottenuto il prestigioso EIC Pathfinder Challenge Grant, finanziato dall’European Innovation Council nell’ambito del programma Horizon Europe. L’EIC è il programma di innovazione più importante d’Europa, che identifica, sviluppa e promuove tecnologie e innovazioni innovative lungo tutto il loro ciclo di vita, dalla fase iniziale della ricerca, al proof-of-concept, al trasferimento tecnologico, al finanziamento e allo sviluppo di start-up e PMI.
