Da diversi anni il gruppo Living Networks Lab del Dipartimento di Tecnologie dell'Informazione studia l'interfacciamento funzionale fra elettronica e neuroni via array di microelettrodi (MEA).
L'utilizzo di questi supporti ha consentito risultati soddisfacenti nell'ambito della bionica, attraverso lo sviluppo di un sistema di controllo di una rete di neuroni umani connessa ad un attuatore robotico.
Inoltre sono stati ottenuti successi anche nel campo della ricerca neurofisiologica, sia nello studio dell'apprendimento in reti di neuroni che in quello della sensibilità cellulare a campi elettromagnetici ultradeboli, per la ricerca di effetti quantistici nella comunicazione intracellulare.
I risultati raggiunti sono documentati dalle pubblicazioni allegate al progetto.
L'ottimizzazione dell'interfaccia fra neuroni ed elettronica è un punto cruciale della ricerca, perchè è necessario pervenire ad un'adesione durevole delle cellule al supporto ed aumentare la funzionalità neuronale.
Attualmente il gruppo LNL partecipa al progetto di ricerca MATEO FlashPoM per il miglioramento dei supporti MEA attraverso un sistema litografico teso a guidare la crescita dei neuroni su piste predisposte.
Per migliorare ulteriormente la qualità dell¿interfacciamento il gruppo intende sperimentare un nuovo tipo di supporto MEA trattato con un film nanostrutturato di biossido di titanio (TiO2).
Il MEA verrà trattato presso i laboratori di Tethis srl, ex-spin-off del Dipartimento di Fisica di UNIMI, specializzata in ricerca e sviluppo nel campo dei materiali nanostrutturati. La Società ha messo a punto un sistema per la deposizione di film di spessore nanometrico attraverso un fascio supersonico.
Come documentato dalle pubblicazioni allegate al progetto, il biossido di Titanio ha già dimostrato ottime doti di biocompatibilità, dovute sia alla composizione biochimica della matrice extracellulare che alla particolare granularità e porosità possedute alla nanoscala dal film depositato.
Per questi motivi un MEA così trattato potrebbe costituire un substrato ottimale per la funzionalità del sistema wetware.
Il nuovo supporto verrà testato con prove di stimolazione elettrica ed acquisizione di segnali dagli elettrodi, confrontando la funzionalità neuronale rispetto ai MEA tradizionali e ai MEA prodotti dal progetto FlashPoM.
Verranno inoltre testate le risposte dei neuroni sul nuovo supporto alla stimolazione di campi elettromagnetici ultradeboli secondo i protocolli già sperimentati per la ricerca di effetti quantistici (entanglement). Dati i risultati interessanti finora raggiunti, la ricerca sull'entanglement verrà potenziata anche dal punto di vista teorico.
Il progetto verrà portato avanti con la strumentazione in dotazione sia del Dipartimento di Tecnologie dell'Informazione che di Tethis srl.