Descrizione del progetto
Elettrodi per ripristinare la vista
Le future neuroprotesi avanzate, e in particolare le protesi visive, dovranno trasferire molte più informazioni di quanto è possibile attualmente. Il miglioramento del conteggio degli elettrodi costituirà una parte della soluzione in tal senso. Il progetto HYPERSTIM, finanziato dall’UE, si avvarrà degli elettrodi disponibili in modo più efficiente applicando sofisticati protocolli di stimolazione. L’obiettivo principale del progetto è quello di raggiungere una risoluzione almeno 20 volte superiore al numero di elettrodi fisicamente presenti grazie all’implementazione di varie tecniche. Il miglioramento nell’ordine di grandezza della risoluzione ottenuto fornirà uno slancio allo sviluppo di protesi all’avanguardia, che verranno ampiamente adottate dai pazienti non vedenti e porteranno il campo dell’interfacciamento neurale al livello successivo.
Obiettivo
Future advanced neuroprostheses will need to transfer orders of magnitude more information to the brain than currently possible. This is most urgently needed in visual prostheses. Improving the electrode count will be part of the solution: a next generation of visual prosthesis will most probably be based on the insertion of over 1000 microelectrodes in the visual cortex. Still, current visual prostheses use very simple stimulation patterns, in which at most the stimulation amplitude is modulated.
We propose to explore a second, complementary approach to brute scaling: using the available electrodes more efficiently by applying sophisticated stimulation protocols. Our main objective is to achieve a fundamental breakthrough in the spatial resolution of electrical brain stimulation to restore vision, obtaining a resolution of at least 20X the number of electrodes that are physically present.
The vast number of possible stimulation combinations calls for a radically new research methodology, integrating modeling and state-of-the-art neuroscience methods at every spatial scale (from single neurons to the entire brain) in a closed-loop optimization process. With this combination of techniques, we will study which stimulation patterns effectively induce sufficient neural activations in higher areas (i.e. ignition) and cause visual perceptions. Thus, we will be able to explore the vast, hyperdimensional search space of possible stimulation patterns, and produce a set of in vivo tested stimulation patterns that are capable of eliciting distinguishable physiological and behavioral responses.
The obtained order-of-magnitude improvement in resolution will spur the development of breakthrough prostheses that will be widely adopted by blind patients, and bring the field of neural interfacing to the next level.
Campo scientifico
Parole chiave
Programma(i)
- HORIZON.3.1 - The European Innovation Council (EIC) Main Programme
Argomento(i)
Invito a presentare proposte
HORIZON-EIC-2021-PATHFINDERCHALLENGES-01
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HORIZON-EIC - HORIZON EIC GrantsCoordinatore
3000 Leuven
Belgio