Le attività operative della Fondazione Neuromed attinenti, nello specifico, alla Ricerca sono articolate in due Aree Generali:
- Formazione e Valorizzazione delle risorse umane
- Ricerca ed Innovazione.
L’Area Generale “Ricerca ed Innovazione” è costituita dai seguenti Dipartimenti:
- Dipartimento di Neuroscienze;
- Dipartimento di Epidemiologia;
- Dipartimento di Innovazione e progettazione
Nell’ultimo triennio l’attività di ricerca della Fondazione Neuromed è stata particolarmente incentrata sulla realizzazione e promozione dell’intervento CYBER BRAIN, sfida ambiziosissima, tenuto conto dell’elevato contenuto di innovazione degli interventi proposti.
Coordinato dalla Fondazione Neuromed, in partenariato con l’Istituto Euro-Mediterraneo di Scienza e Tecnologia (IEMEST) di Palermo e con la Fondazione NEURONE Onlus di Roma, il progetto Cyber Brain ha consentito la realizzazione di un’infrastruttura di eccellenza nel Mezzogiorno ed a livello internazionale nell’ambito delle neuroscienze e della robotica, dotata di tecnologie all’avanguardia e fortemente innovative.
La piattaforma Cyber Brain raffigura un dialogo entusiasmante tra ingegneri, fisici, informatici e medici. Un sistema virtuoso che promuove la ricerca, dalla neuro protesica alla possibilità di fondere in un unico ambiente tutte le informazioni sul sistema nervoso derivanti dalle varie tecniche di indagine; dalle nanotecnologie ai nuovi biomateriali, proseguendo verso la bioinformatica e la possibilità di intervenire sulle patologie nervose attraverso la neuromodulazione, con l’obiettivo di creare vera innovazione verso un futuro in cui sistema nervoso e macchine potranno essere integrati per affrontare nuove sfide diagnostiche e terapeutiche.
Presentazione
Cyber Brain è un Polo d’Innovazione dedicato alla Neuro Cibernetica sito in Contrada Lo Uttaro a Caserta e in Sicilia presso la sede dell’ Istituto Euro-Mediterraneo di Scienza e Tecnologia.
E’ un centro che rappresenta la prima infrastruttura italiana integrata per la ricerca orientata al dialogo tra cervello e computer, ovvero la BRAIN COMPUTER INTERFACE. Si interpretano i segnali del cervello per creare applicazioni mediche innovative al servizio della lotta contro patologie invalidanti come quelle neurodegenerative e l’ictus. Ma non solo: l’applicazione della cibernetica alle neuroscienze apre prospettive nuove per un ampio ventaglio di applicazioni. Sostenuto dai Ministeri della Ricerca e dello Sviluppo Economico, con collaborazioni internazionali già avviate, Cyber Brain nasce grazie alla collaborazione tra Fondazione Neuromed, Fondazione Neurone ONLUS e Istituto I.EM.E.S.T. (Istituto EuroMediterraneo di Scienza e Tecnologia). Nuovi materiali per sonde da impiantare direttamente nel cervello, nuovi sistemi di trasmissione dei segnali dal sistema nervoso al computer, nuovi software per la loro interpretazione e, infine, tecnologie robotiche per realizzare protesi capaci di eseguire comandi impartiti direttamente dal cervello. Sono questi i terreni di sfida nei quali Cyber Brain sarà impegnato.
In pillole
Il network
Il progetto prevede la partecipazione di enti di ricerca di rilevanza nazionale ed internazionale con rilevante esperienza e specializzazione nei settori summenzionati e lo stretto collegamento con le strutture di ricerca pubblica. Inoltre, al fine di garantire un elevato grado qualitativo dei servizi citati, coinvolti quali end users e/o provider di tecnologie, aziende e gruppi industriali, in grado di presidiare i diversi settori di attività anche in un’ottica di filiera, supportando altresì la sostenibilità dell’intervento.
La neurocibernetica
La neurocibernetica è la scienza che studia i fenomeni di autoregolazione e comunicazione dei segnali neurali, sia negli organismi naturali quanto nei sistemi artificiali e si pone dunque, come un campo di studi interdisciplinari tra le scienze e l’ingegneria.
Gallery
Gli obiettivi del polo di innovazione saranno:
- sviluppare software a supporto della bioinformatica;
- sviluppare del software per lo sviluppo e la gestione di protesi a scopo riabilitativo;
- sviluppare di nuovi dispositive medici di alto contenuto tecnologico, per l’adozione di protocolli chirurgici mini-invasivi e più efficaci e precisi;
- sviluppare di sistemi di navigazione e sistemi di guida per la chirurgia robotica;
- realizzare di sistemi a realtà virtuale e realtà aumentata per l’utilizzo di dispositivi robotizzati;
- sviluppare dispositivi di piccolissima dimensione a scopo diagnostico e terapeutico;
- sviluppare dispositivi per il monitoraggio di parametri biologici critici;
- sviluppare dispositivi per la neuroprotesica a scopi riabilitativi;
- sviluppare nuovi materiali biocompatibili e bioassorbili;
- sviluppare dispositivi controllabili a grande distanza e in grado di trasmettere dati in tempo reale (piattaforma di telemedicina).
Tra le possibili indicazioni cliniche per un monitoraggio invasivo rientrano l’epilessia farmaco-resistente, il morbo di Parkinson ed altri disturbi del movimento, la depressione maggiore farmacoresistente ed altri disturbi psichiatrici come il disturbo ossessivo-compulsivo, il dolore cronico, etc. I dispositivi che saranno sviluppati saranno in grado di trasmettere in modalità wireless le informazioni acquisite dalla corteccia cerebrale oppure da nuclei intraparenchimali ad apparati di ricezione e registrazione del segnale elettrico cerebrale di origine corticale (Elettrocorticografia, EcoG) o profonda e che potranno inviare tali informazioni su sistemi in remoto (telemedicina) al fine dell’accurata diagnosi e del possibile monitoraggio in tempo reale dei parametri vitali del paziente.
Inoltre, lo studio cronico della funzione cerebrale può fornire dati di eccezionale valore per l’analisi matematica della funzione stessa, l’elaborazione di nuovi protocolli di interazione cervello-computer (Brain-Computer Interface, BCI), la creazione di dispositivi di intelligenza artificiale che ricalchino il modello di funzionamento dei network neuronali. Un ulteriore sviluppo della tecnologia, prevede non solo di registrare l’attività cerebrale ma anche di influenzarla tramite stimolazione, permetterebbe di curare i disturbi funzionali tramite modalità del tutto nuove.
Gli investimenti complessivi ammontano a circa 12 milioni di euro per un intervento che prevede un progetto di potenziamento strutturale e di alta formazione.
Il progetto di potenziamento strutturale ha consentito la realizzazione di quattro “laboratori pilastro” che rappresentano i 4 obiettivi di potenziamento del progetto Cyber Brain:
- Laboratorio di Neuroprotesica, di robotica protesica, riabilitativa e di assistenza e di Human Computer Interface (HCE)
- Laboratorio di Neuroanatomia
- Laboratorio di Imaging avanzato
- Laboratorio di Telediagnosi e Telecontrollo
Le risorse umane
Il progetto di potenziamento “Cyber Brain” è corredato da azioni di alta formazione, in coerenza con le prescrizioni dell’Avviso del MIUR. In particolare, era prevista l’attuazione dell’intervento “Alta formazione Polo di innovazione Cyber Brain” mirato alla creazione di figure professionali specializzate nell’utilizzo delle strutture e delle attrezzature nei settori trasversali di operatività del Polo di Innovazione “Cyber Brain”. L’intervento è stato articolato in 4 obiettivi formativi corrispondenti ad altrettante figure specialistiche per un totale di 60 ricercatori selezionati attraverso bando pubblico e destinatari di una borsa di studio.
I corsi sono stati mirati alla formazione di figure altamente specializzate nel settore del monitoraggio dei segnali EEG, del brain computing interface, dell’imaging, delle telecomunicazioni, con particolare riferimento alla biomedicina.
Il team di ricercatori della Fondazione ha costruito, insieme agli altri partners, le opportune collaborazioni scientifiche per consentire l’operatività della struttura, avvalendosi delle più importanti competenze nazionali ed internazionali sui temi della neuro cibernetica, condividendo attività di ricerca di base e traslazionale. Tali azioni sono, infatti, svolte in collaborazione con il Brain Machine Interface Laboratory della Fondazione Istituto Italiano di Tecnologia – IIT di Genova; con Albany Medical College e Wadsworth Center, Albany, New York; con il Laboratorio di Imaging Neuroelettrico e Brain-Computer Interface dell’IRCCS Fondazione Santa Lucia di Roma.
