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È INIZIATA L’ERA DEL FLAG II. LA PRIMA ERA È STATA QUALE? MILIARDI PER STUDIARE IL GRAFENE E IL CERVELLO UMANO

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FLAG-ERA II è la naturale continuazione della ERA-NET FLAG-ERA (www.flagera.eu), progetto nato nell’ambito del 7° Programma Quadro (FP7), che ha riunito la maggior parte delle organizzazioni di finanziamento regionali e nazionali in Europa con l’obiettivo di sostenere le FET Flagship (Progetti strategici sulle tecnologie future ed emergenti), ovvero iniziative di ricerca scientifica su larga scala che hanno lo scopo di creare solide basi per il futuro nel campo dell’innovazione tecnologica in vari settori.

FLAG-ERA II è un progetto ERANET Cofund che continua a sostenere le due iniziative Flagship Grafene e Human Brain Project (HBP), le prime FET-Flagship approvate e finanziate dal 7° Programma Quadro.

FET FLAGSHIP INITIATIVES: GRAPHENE AND HUMAN BRAIN PROJECT (HBP)

GRAFENE (http://graphene-flagship.eu/):

con un bilancio di un miliardo di euro, la Flagship Grafene ha il compito di portare il grafene, materiale innovativo dalle caratteristiche poliedriche, dal regno dei laboratori accademici nella società europea nel giro di dieci anni, generando in tal modo crescita economica, nuovi posti di lavoro e nuove opportunità per gli europei sia come investitori che dipendenti. L’attività di ricerca riguarderà l’intera catena del valore, dalla produzione di materiali ai componenti e all’integrazione di sistema, e mira ad una serie di obiettivi specifici che consentano lo sfruttamento delle proprietà uniche del grafene.

Human Brain Project (https://www.humanbrainproject.eu/): il progetto si propone di approfondire la comprensione del cervello umano permettendo da una parte, di comprendere più profondamente quali sono i fattori che fanno di noi degli esseri umani e favorendo, dall’altra parte, la nascita di tecnologie informatiche rivoluzionarie fondamentali per lo sviluppo di nuovi trattamenti dei disturbi cerebrali. Il progetto, con un budget pari a un miliardo di euro, si propone il raggiungimento di una serie di obiettivi scientifici nel corso della sua durata di vita che sarà pari a 10 anni.

Il Consorzio di FLAG-ERA II è composto da 22 partner provenienti da Belgio, Francia, Germania, Ungheria, Italia, Lettonia, Olanda, Polonia, Portogallo, Romania, Spagna, Svezia, Regno Unito, Austria, Danimarca, Lituania, Grecia, Slovenia, Slovacchia e Turchia. Il coordinatore del Consorzio è l’agenzia francese ANR, (Agence Nationale de la Recerche)…

FONTE http://www.ricercainternazionale.miur.it/era/eranet-cofund-(h2020)/flag-era-ii.aspx

Gli scienziati di Graphene Flagship hanno sviluppato

un nuovo impianto cerebrale a base di grafene, che  potrebbe aprire la strada a interfacce cervello-computer di nuova generazione. Si tratta di un sensore innovativo in grado di registrare l’attività elettrica nel cervello a frequenze estremamente basse e su ampie arie, consentendo di accedere alle informazioni rilevabili sotto gli 0,1 Hz: preziosi indizi che il cervello “sussurra”.

I sensori di grafene leggono le onde neurali a bassa frequenza associate a stati cerebrali distinti

Un impianto biocompatibile basato sul grafene misura e predice in modo sicuro gli stati cerebrali. Gli scienziati di Graphene Flagship hanno sviluppato un sensore basato sul grafene CVD che rileva i segnali cerebrali in un’ampia banda di frequenza, dalle frequenze estremamente basse alle oscillazioni ad alta frequenza.

Il sensore è biocompatibile e potrebbe essere usato per misurare e prevedere gli stati del cervello. Inoltre, i sensori di grafene potrebbero essere utilizzati in impianti cronici grazie alla loro elevata stabilità nel cervello https://graphene-flagship.eu/graphene/discover/production/

Lo studio è stato condotto dagli scienziati dei partner di Graphene Flagship, l’Istituto Catalano di Nanoscienza e Nanotecnologia (ICN2), l’Istituto di Microelettronica di Barcellona (CSIC), CIBER-BBN e ICREA, Spagna, l’Università Ludwig-Maximilians, Germania, e l’Università di Manchester, Regno Unito, in collaborazione con Graphene Flagship partner Multi Channel Systems GmbH, Germania https://www.multichannelsystems.com/

Il consorzio ha dimostrato che i sensori basati sul grafene garantiscono l’accesso a una sfuggente regione a bassa frequenza dell’attività cerebrale. I metodi attuali per rilevare le onde cerebrali usano elettrodi metallici, che sono inefficaci nel misurare l’attività a bassissima frequenza – conosciuta come la regione “infra-lenta”. Grazie alla sensibilità del grafene, gli scienziati possono ora facilmente raccogliere informazioni da questa regione e dipingere un quadro migliore dell’attività cerebrale degli animali. Questo potrebbe costituire la base per nuovi tipi di tecnologia medica neuroterapeutica.

Usando una tecnologia sviluppata dall’ICN2 e dall’Istituto di Microelettronica di Barcellona, nel quadro dei progetti europei Graphene Flagship e BrainCom, gli scienziati di Graphene Flagship hanno costruito un array di transistor che registrano e trasmettono informazioni sull’attività quando vengono impiantati nel cervello. Il sensore ha piccoli canali sulla superficie: quando entrano in contatto con il tessuto cerebrale, i segnali elettrici all’interno del cervello causano piccoli cambiamenti nella conduttività. Questi cambiamenti producono un segnale e vengono registrati per creare una ‘impronta digitale’ dell’attività cerebrale.

Con la nostra serie di dispositivi, basati sul grafene CVD, possiamo registrare i segnali della regione infra-lenta con una precisione molto elevata”, spiega Jose Garrido, del partner di Graphene Flagship ICN2, Spagna. “Nel cervello, c’è una correlazione tra le frequenze inferiori e superiori dell’attività cerebrale, quindi le frequenze inferiori tendono a dettare l’aspetto delle frequenze superiori. Abbiamo dimostrato che, misurando l’attività infra-lenta, con frequenze inferiori a un decimo di hertz, possiamo decodificare gli ‘stati cerebrali’ di un animale”. Garrido ritiene che questa tecnologia potrebbe portare a nuovi trattamenti per i disturbi cerebrali come l’epilessia, in quanto alcuni modelli di segnale caratteristici potrebbero rivelare “stati cerebrali” che possono portare a crisi.

Per testare il dispositivo, lo hanno impiantato nel cervello di un ratto dal comportamento libero, monitorandolo continuamente. I segnali sono stati trasmessi senza fili utilizzando un headstage elettronico miniaturizzato sviluppato dal partner industriale Multichannel Systems. Gli scienziati hanno scoperto che le caratteristiche del segnale misurate durante diversi tipi di attività cerebrale, come durante i periodi di alta attività o durante il sonno – i cosiddetti ‘stati cerebrali’ – si correlavano molto bene ai segnali infra-lenti decodificati dall’impianto basato sul grafene.

Inoltre, Kostas Kostarelos e colleghi della Graphene Flagship partner dell’Università di Manchester, Regno Unito, hanno testato la biocompatibilità dei dispositivi. Non hanno trovato alcuna infiammazione, oltre a quella prevista per l’impianto del dispositivo, per tutta la durata di 12 settimane dei loro test, e il dispositivo non si è degradato durante questo periodo.

È molto interessante vedere che possiamo identificare e correlare correttamente gli stati cerebrali degli animali con l’attività infra-lenta misurata”, dice Garrido. Ora, il prossimo passo sarà quello di esplorare applicazioni commerciali. “Stiamo già collaborando con alcune aziende interessate a questa tecnologia, e miriamo a tradurla in un prodotto – e, oltre a questo, portarla in cliniche e ospedali”, conclude.

Serge Picaud, Deputy Leader del Graphene Flagship’s Biomedical Technologies Work Package, commenta: “Le nuove tecnologie sono sempre un vettore di nuove scoperte. In questo caso, i sensori di grafene ci hanno permesso di accedere alle onde cerebrali infra-lente. Registrarle in modelli animali e in pazienti dimostrerà se possiamo effettivamente fare affidamento su queste nuove misurazioni per diagnosi precise e opzioni di trattamento in pazienti con gravi malattie cerebrali come l’epilessia”.

Andrea C. Ferrari, responsabile scientifico e tecnologico della Graphene Flagship e presidente del suo comitato di gestione, aggiunge: “La Graphene Flagship ha riconosciuto presto il potenziale del grafene e dei materiali stratificati per applicazioni biologiche. Questo notevole lavoro ci avvicina alle applicazioni in questo settore, con un nuovo strumento abilitato dalle proprietà uniche del grafene”.

Riferimenti: Garcia-Cortadella, Ramon, et al. “Il grafene attivo matrici di sensori a lungo termine, wireless e mappatura di ampia banda di frequenza epicortical attività del cervello.” Natura comunicazioni 12.1 (2021): 1-17.

Articolo scelto da Alessia C. F. (ALKA) – https://graphene-flagship.eu/graphene/news/graphene-sensors-read-low-frequency-neural-waves-associated-with-distinct-brain-states/

Scriveva Giulietto Chiesa nel 2013:Ultima avvertenza, speciale per i più ottimisti: stiamo parlando non di un futuro remoto. Il BRAIN ci dice che, tra dieci anni, più o meno, questo futuro sarà presente. Ma tutto questo è in via di realizzazione in un contesto “disturbante”, “quando non esiste nessuna certezza riguardo chi utilizzerà questi strumenti; quando nessuno può prevedere gli effetti di medio e lungo periodo; quando il tutto si realizza in condizioni di laceranti squilibri di ricchezza, di reddito, di forza e di potere tra aree del mondo, tra Stati, popoli, civiltà, culture. Saranno i più ricchi, e i meglio armati, ad avere nelle mani strumenti che verranno usati per accrescere il loro dominio sugli altri. Il tutto in condizioni di impressionanti sperequazioni sociali e di penuria assoluta di beni. E non dimentichiamo che gli apprendisti stregoni sono i “Masters of the Universe”, cioè la scimmia al comando...diranno che è utile alla salute, o alla tasca, farsi mettere qualche capsula da qualche parte. O farsi fare una “benefica” vaccinazione. Sarà una centrale trasmittente e ricevente, ma che importa ai cittadini di Google?…

COS’È IL “BRAIN PROJECT”? DI GIULIETTO CHIESA

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