Cervelli per il corpo artificiale
Il cervello possiede una plasticità funzionale che lo rende capace di adattare le sue prestazioni alle esperienze precedenti. Questa capacità è una sfida per la scienza, sia in termini di comprensione che di applicazione in dispositivi fisici. In questo senso, sono stati usati neuroni coltivati in vitro per formare un modello fisico bidimensionale del cervello. Il progetto NEUROBIT intendeva sviluppare algoritmi e tecniche che consentissero di stabilire una connessione bidirezionale tra neuroni coltivati e periferiche esterne. Le popolazioni neurali sono state incorporate in un reale corpo fisico qual è il robot mobile, e sono stati osservati i meccanismi di integrazione sensomotoria, controllo e adattamento nei sistemi viventi. Nell'ambito del progetto, è stato sviluppato un minilaboratorio neurofisiologico NML (Neurophysiological Mini Laboratory) per l'interfacciamento del tessuto neurale coltivato. Si tratta di un microsistema formato da una matrice di microstrasduttori (MTA), sensori di temperatura, elementi riscaldanti, un serbatoio di vetro e una camera di mini incubazione. La MTA è basata su una matrice di microelettrodi (MEA) integrata in un sostrato trasparente e inglobata in una scheda di circuito stampato (PCB). La MTA integra una matrice di sessanta elettrodi a film sottile al platino per la registrazione elettrica e la stimolazione dell'attività della rete. Le strutture aggreganti per la costruzione della rete in subpopolazioni intercollegate sono state realizzate usando la tecnologia SU-8. Un anello di vetro incollato sulla PCB forma il serbatoio del terreno di coltura. Il serbatoio è chiuso da una membrana semipermeabile, per limitare l'evaporazione del terreno di coltura. La MTA può essere integrata in una camera incubatrice realizzata in polimetilmetacrilato (PMMA) nel quadro di NEUROBIT. Gli elementi riscaldanti sono fissati sulla parete interna della camera e sul coperchio, per evitare la condensazione del vapore. Si tratta di elementi disponibili in commercio, scelti in base al loro consumo minimo d'energia. L'NML realizzato sfrutta la tecnologia del film sottile, la microlavorazione e parti disponibili in commercio per studiare le proprietà adattative e la plasticità sinaptica dei modelli neuro-robotici.
