SiNAPS, acronimo di Simultaneous Neural Recording Active Pixel Sensor technology, è una tecnologia messa a punto da Corticale, uno spin off dell’Istituto Italiano di Tecnologie, che consente di “ascoltare” il cervello e di studiarne il funzionamento con una accuratezza irraggiungibile fino ad oggi. Un’innovazione che permetterà di mettere a punto applicazioni nel campo delle malattie legate al sistema nervoso e di realizzare interfacce neurali uomo-macchina.
Come spiega Luca Berdondini, responsabile del team IIT Microtechnology for Neuroelectronics e consulente scientifico della startup, SiNAPS “è una sorta di microfono ad alta risoluzione che permette di ascoltare le cellule del nostro cervello, i neuroni, mentre comunicano per determinare azioni e di accedere a queste informazioni”.
L’attività che è partita proprio dal lavoro di ricerca svolto dal team Microtechnology for Neuroelectronics dell’Istituto Italiano di Tecnologia e che, grazie al finanziamento di 2 milioni di euro di Giuseppe Santella, imprenditore e top manager con trentennale esperienza in numerose aziende, ha aperto la sua sede a Genova. Corticale, quindi, ha iniziato l’attività con l’obiettivo di lanciare sul mercato questa nuova tecnologia con applicazioni in campo diagnostico, terapeutico e farmacologico. L’offerta, in questa prima fase, è rivolta alle aziende leader nel campo della neuroelettronica e ai centri di ricerca a livello mondiale; successivamente il campo si allargherà anche al comparto clinico ed ospedaliero per casi di studio specifici, così da portare SiNAPS a vantaggio del maggior numero di pazienti possibile.
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Migliaia di sensori per ascoltare il cervello, ecco come funziona SiNAPS
La tecnologia sviluppata dai laboratori IIT e portata sul mercato da Corticale permette di realizzare dispositivi impiantabili dotati di migliaia di sensori neurali e grandi quanto un capello.
Ogni dispositivo consente di registrare l’attività bioelettrica di un numero incredibilmente elevato di neuroni in diversi circuiti cerebrali. Il flusso di dati cerebrali catturato da questi dispositivi ad altissima risoluzione potrà essere acquisito ed analizzato ed offrirà un accesso completamente nuovo per studiare i principi del funzionamento e delle patologie del cervello e nuove opportunità per lo sviluppo di dispositivi medici bio-elettronici per la diagnosi e la terapia di malattie come epilessia, Alzheimer e Parkinson.
Lo sviluppo di SiNAPS, inoltre, consentirà la creazione di interfacce neurali uomo-macchina di ultima generazione per controllare dispostivi elettronici o robotici come protesi di arti o esoscheletri.
“Il cervello è costituito da circa 100 miliardi di cellule chiamate neuroni – spiega Fabio Boi, ricercatore IIT e Direttore Tecnologico di Corticale – che scambiandosi informazioni tra loro danno vita ai nostri pensieri, ai ricordi, alle sensazioni e alle nostre azioni. SiNAPS permette di realizzare dispositivi impiantabili dotati di migliaia di sensori neurali e ogni dispositivo consentirà di registrare l’attività di un numero incredibilmente elevato di neuroni.
Proprio le dimensioni estremamente piccole permetteranno di inserire più dispositivi simultaneamente e fornire l’accesso a tanti differenti circuiti cerebrali. Il flusso di dati catturati da questi dispositivi, ad altissima risoluzione, potrà essere acquisito e analizzato e offrirà un accesso completamente nuovo per studiare i principi del funzionamento e delle patologie del cervello”.
Studiare nuove terapie e ridare funzioni a persone che hanno disabilità
“SiNAPS è una tecnologia che deriva da 10 anni di ricerca del nostro laboratorio – spiega Berdondini – e che permette di aumentare di almeno un ordine di grandezza il numero di cellule neuronali che possiamo ascoltare nel cervello. Questa diventa un’enorme opportunità per studiare le patologie, sviluppare terapie e tecnologie per ridare funzioni a persone che hanno handicap”.
In futuro – prosegue Berdondini – sarà possibile costruire nuovi dispositivi per sviluppare approcci terapeutici, creare interfacce tra sistema nervoso e robotica. “Tutte tecnologie che possono trovare applicazione nelle malattie dello sviluppo, come la SLA, nelle patologie degenerative, quali l’Alzheimer, nel trattamento e nella cura dell’epilessia. Il cervello ci permette di imparare, creare produrre e ricordare, è una macchina apparentemente perfetta ma non immune da malfunzionamenti. Secondo l’Oms oggi nel mondo ci sono centinaia di milioni di persone che soffrono di patologie legate al sistema nervoso e i numeri stimati per i prossimi 10 anni sono in aumento. E per questo che lo studio e la comprensione delle patologie neurologiche è un’enorme sfida per la medicina”.
Le interfacce neurali diventano la nuova frontiera della ricerca
“Negli ultimi anni la ricerca nel campo delle interfacce neurali ha ricevuto grandi attenzioni, anche mediatiche”, prosegue Boi.
“Basti pensare a Neuralink, l’azienda fondata da Elon Musk che sta lavorando proprio in quella direzione anche se talvolta con obiettivi diversi dai nostri. Corticale, però, si focalizzerà esclusivamente sulle applicazioni cliniche di tali strumenti al fine di poter migliorare la vita di milioni di pazienti che soffrono di malattie legate al sistema nervoso”.
“In passato ci siamo confrontati con l’azienda di Musk – aggiunge Gian Nicola Angotzi, ricercatore IIT e Direttore Scientifico di Corticale – verificando come le interfacce neurali sviluppate in IIT non solo fossero allo stato dell’arte ma addirittura dessero la possibilità di poter ascoltare il cervello in maniera estramente più raffinata di quanto oggi faccia la stessa Neuralink”.
Da IIT tre startup e otto milioni di investimenti privati in sei mesi
Corticale prevede di raggiungere il break-even nel giro dei prossimi tre anni, durante i quali svilupperà un portfolio di nuove tecnologie nel campo delle neuroscienze che saranno al centro di strumentazioni per diagnosi, monitoraggio e terapia del prossimo futuro ad esclusivo beneficio dei pazienti.
“Questa è la terza startup nata dalla ricerca IIT in soli sei mesi – commenta Matteo Bonfanti Direttore del Technology Transfer dell’IIT – e tutte le tre nuove aziende hanno attratto importanti capitali e competenze ed hanno il focus sulle scienze della vita; questo dimostra la qualità della ricerca di IIT in questo campo. Con un totale di oltre 8 milioni di investimenti privati sulle nostre tecnologie ci riferiamo ai primi sei mesi del 2021 come al ‘semestre d’oro delle startup’ e non abbiamo intenzione di fermarci”.
