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campo – FeFET – e le giunzioni tunnel ferroelettriche farmaci, manipolazione genetica o impulsi elettrici,
– FTJ. I dispositivi “ferrosinaptici” saranno integrati in magnetici o ottici mirati. Questi metodi, che si po-
una piattaforma tecnologica industriale tradizionale. trebbero, definire “innaturali” nel regolare l’attività delle

L’obiettivo finale è dimostrare le prestazioni superiori cellule, generano numerosi seri effetti indesiderati.
delle tecnologie “ferrosinaptiche” costruendo un pro- L’idea base di IN-FET è di usare ciò che il
cessore neuromorfico a bassissima potenza. cervello impiega normalmente per lavorare:

L’altro progetto del DIEF si chiama IN-FET e punta gli ioni. Il progetto, infatti, fa suo tale principio di base
a realizzare il prototipo di una nuova piattafor- per sviluppare dei dispositivi in grado di modificare la
ma per stimolare e rilevare, modulandola, concentrazione degli ioni più comuni su scala micro-
l’attività delle cellule nervose nell’ottica del scopica. Questi dispositivi saranno anche in grado di
trattamento di malattie neurologiche come misurare l’attività elettrica dei neuroni e agire attiva-
l’epilessia e il morbo di Parkinson. La micro- mente per correggerla in caso di necessità. Un lavoro,
e nano-elettronica servirà a realizzare una matrice di questo, reso possibile dalle conoscenze acquisite e
elettrodi sensori dell’attività neuronale integrata con dai recenti progressi in un ambito totalmente diverso:

una seconda matrice di dispositivi in grado di rilascia- quello delle batterie elettroniche di nuova generazione
re ioni in modo elettronicamente controllato. che utilizzano efficientissimi “polimeri elettroattivati”.

Questo sistema di stimolazione, e misura dei neuro- Questi polimeri sarebbero usati come recipienti per
ni, dovrebbe permettere di superare alcuni limiti raccogliere o rilasciare specifici ioni nelle aree che
delle attuali tecnologie (basate su stimolazione circondano i neuroni. Così facendo i ricercatori po-
puramente elettrica), e di avvicinarsi, a condi- trebbero modulare l’attività delle cellule nervose uti-
zioni più rappresentative, a ciò che effetti- lizzando il loro stesso linguaggio, quello che usano
vamente avviene nel cervello. La speranza dei normalmente per comunicare. In questo modo si po-
ricercatori è quella di riuscire a modulare, attenuando- trebbero trattare malattie neurologiche attraverso un
la o aumentandola, l’attività di reti di cellule nervose al sistema, per così dire, naturale. Rispetto agli approcci
fine di contenere gli effetti di alcuni disordini utilizzati oggigiorno, si tratta di un netto cambio di pro-

neurologici quali l’epilessia che colpisce più di 50 spettiva. Testando questi dispositivi su cellule nervose,
milioni di persone nel mondo, caratterizzandosi una in vitro, il progetto IN-FET vuole verificare se questa
delle malattie neurologiche più comuni. Attualmente, prospettiva è corretta.
purtroppo, i trattamenti farmacologici utilizzati risultano Il raggiungimento di questi obiettivi ambiziosi è sup-
inefficaci in percentuali che vanno dal 7% al 20% dei portato dalla struttura bilanciata dei consorzi di ricerca,
bambini colpiti; negli adulti poi, la resistenza al farma- che catalizzano competenze nei campi delle neuro-
co raggiunge valori fino al 30% o 40%. scienze, della scienza dei materiali e dello sviluppo dei

IN-FET si concentrerà, dunque, sui messaggeri prota- dispositivi elettronici e ion-tronici, nella loro modella-
gonisti della comunicazione tra le cellule nervose: gli zione, simulazione e progettazione. È in questi ultimi
ioni, come il magnesio, il potassio e il calcio. Nell’e- ambiti, in particolare, che si colloca il contributo dei
pilessia, per esempio, si verifica una ipereccitabilità di ricercatori di elettronica di Unimore. Loro sarà il com-

alcune cellule cerebrali che dipende proprio dal flusso pito di sviluppare modelli per simulare il comporta-
di ioni. I nuovi sistemi sviluppati potrebbero cattu- mento dei dispositivi elettronici e ion-tronici e validarli
rare alcuni ioni in modo che non possano sperimentalmente per sostenere la progettazione e
più eccitare le cellule. Le armi oggi utilizzate per l’ottimizzazione dei nuovi componenti.
ristabilire o riparare le funzioni neuronali fanno uso di I due progetti sono stati recentemente finanziati

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