Vedere le cose, grazie alla ricerca sul cervello

08 LUG - Il potenziale di tutte le tecniche oggetto di ricerca all’interno del 7° programma quadro e nell’ambito delle "Tecnologie dell'informazione e della comunicazione" (TIC) applicate allo studio del cervello, non si ferma al solo studio dell’organo o al monitoraggio, la diagnosi e la gestione delle malattie croniche. Ma potrebbero fare molto di più, soprattutto per quanto riguarda i ciechi.
 
Il progetto OPTONEURO, ad esempio, potrebbe addirittura aiutare a ridare loro una vista funzionale. L'"optogenetica" è infatti un'interessante nuova tecnica terapeutica che rende le cellule nervose sensibili a particolari colori della luce. Semplici impulsi di luce intensa fanno in modo che queste cellule nervose fotosensibilizzate trasmettano "potenziali di azione", i portatori di informazioni del sistema nervoso. Per attivare le cellule nervose però la nuova terapia dipende da alte densità di illuminazione, luce intensa che brilla in zone molto piccole. 
Il progetto OPTONEURO ha quindi lo scopo di sviluppare l'optoelettronica necessaria per stimolare questi neuroni fotosensibilizzati. Il sistema potrebbe essere scalabile per applicazioni sia nella ricerca neuroscientifica di base che nelle "neuroprotesi". In particolare, l''optoelettronica si dovrebbe usare in una futura protesi optogenetica-optoelettronica, un occhio artificiale, per chi ha perso la vista a causa della malattia "retinite pigmentosa".  Il progetto ha bisogno di un team di specialisti di fotonica, micro-ottica e neurobiologia per sviluppare una schiera di micro-LED ultra brillanti controllati elettronicamente, che potrebbero fornire anche un nuovo strumento di ricerca per la comunità di neuroscienza e neurotecnologia. 

Anche il progetto SEEBETTER sta esaminando la possibilità di sviluppare protesi visive artificiali per i non vedenti. I sensori di immagine convenzionali hanno gravi limitazioni, ma i sensori di visione "a retina di silicone" mirano a imitare l'elaborazione delle immagini della retina biologica, calcolando aspetti sia spaziali che temporali del''input visivo. Finora, queste retine di silicone hanno un'efficienza quantitativa bassa, cioè una bassa sensibilità alla luce, e non riescono a combinare l''elaborazione sia spaziale che temporale dello stesso chip. Il team di SEEBETTER, formato da esperti di biologia e biofisica e di ingegneria biomedica, elettrica e dei semiconduttori, desidera usare la genetica e le tecniche fisiologiche per capire meglio la funzione della retina e modellare l'elaborazione della visione della retina. Progetteranno e costruiranno la prima retina di silicone ad alte prestazioni, implementata su un singolo wafer di silicone, specializzata per l'elaborazione visiva sia spaziale che temporale. 

Capire i principi neurobiologici della vista, oltre al solo funzionamento della retina, potrebbe aiutarci a riprodurre il successo della vista umana per computer e robot. Il progetto RENVISION ha lo scopo di riuscire a capire completamente il modo in cui la retina codifica le informazioni visive attraverso i diversi strati cellulari e usare queste informazioni per sviluppare un approccio computazionale ispirato alla retina per la visione artificiale. 
L'uso della microscopia 3D ad alta risoluzione permetterà ai ricercatori di creare immagini degli strati interni della retina con una risoluzione quasi cellulare. Queste nuove conoscenze dell'elaborazione retinale aiuteranno a sviluppare tecnologie avanzate di riconoscimento di schemi e di apprendimento artificiale. Il progetto potrebbe quindi risolvere alcuni dei compiti più difficili della visione artificiale, come la categorizzazione automatica delle scene e il riconoscimento delle azioni umane, in modo che robot e computer possano vedere e percepire cosa succede nelle immagini che ricevono. 

Questi sono solo alcuni dei progetti TIC finanziati dall'UE che usano l'elettronica e le tecnologie di calcolo per capire, estendere e migliorare il cervello umano e il suo funzionamento. I risultati hanno le potenzialità per ridurre l'impatto della disabilità e della malattia e migliorare la nostra potenza di calcolo, l'infrastruttura TI e l'economia.

08 luglio 2013
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