Descrizione del progetto
Interfacce neurali fotovoltaiche basate su punti quantici e nanofili per ripristinare la vista
I fotorecettori della retina sono minuscoli sistemi di conversione dell’energia che trasformano la luce in un messaggio elettrochimico interpretato dal cervello. La degenerazione dei fotorecettori conduce milioni di persone alla cecità. Gli impianti attuali sfruttano l’energia fotovoltaica che agisce in modo analogo, tuttavia, poiché i fotodiodi su cui si basano non sono all’altezza sotto il profilo delle prestazioni tecniche, non sono in grado di ripristinare adeguatamente la vista. Il progetto MESHOPTO, finanziato dal CER, svilupperà interfacce neurali fotovoltaiche a elevata tecnologia ed efficienti, delle dimensioni di una cellula, basate su punti quantici e nanofili in grado di stimolare efficientemente i neuroni. Le interfacce saranno integrate a impianti retinici simili a tessuti, che rappresentano l’optoelettronica della maglia retinica, per fornire una visione artificiale. Il progetto coniuga la sintesi dei nanomateriali, la microfabbricazione e la caratterizzazione dei dispositivi, gli studi relativi ai neuroni primari e i modelli sperimentali in vivo della degenerazione dei fotorecettori.
Obiettivo
Visual sense is vital for all of us. Blindness has severe negative psychological, social, and economical consequences, and degeneration of photoreceptors is a leading cause of it. Photovoltaic retina implants are the current electronic solution to restore vision loss due to photoreceptor degeneration. Since the state-of-the-art implants are based on photodiodes, which face challenges in terms of miniaturization, efficiency, and compatibility with mechanical and structural properties of the retina, artificial vision still falls short to overcome the legal blindness level. We propose a novel concept of Retinal Mesh Optoelectronics that will simultaneously satisfy (a) high-pixel density for high visual acuity, (b) conformability to match the natural curvature of the retina for optimal vision quality, (c) flexibility for coverage of a large area of the retina for a wide field of view, (d) seamless integration to keep the remaining healthy photoreceptors intact, (e) biocompatibility, (f) usage of safe capacitive current, (g) injectability and (h) removability.
Toward this aim, we will initially develop efficient, thin, and cellular-sized photovoltaic neural interfaces based on quantum dots and nanowires. For that, non-toxic quantum dots that have strong light absorption at near-infrared will be synergized with the nanowires that have unique light-trapping and high surface area for efficient photostimulation of neurons. Then, we will translate these devices to porous and flexible tissue-like retinal implants for artificial vision. Starting from the nanomaterial synthesis to optoelectronic device fabrication and bioelectronic mesh formation, this challenging innovation combining nanomaterials, photonics and abiotic-biotic interfaces will be explored from primary neurons up to in-vivo experimental models of photoreceptor degeneration in order to move the results toward clinical application.
Campo scientifico (EuroSciVoc)
CORDIS classifica i progetti con EuroSciVoc, una tassonomia multilingue dei campi scientifici, attraverso un processo semi-automatico basato su tecniche NLP.
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Parole chiave
Programma(i)
- HORIZON.1.1 - European Research Council (ERC) Main Programme
Argomento(i)
Meccanismo di finanziamento
HORIZON-ERC - HORIZON ERC GrantsIstituzione ospitante
34450 Istanbul
Turchia