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Bidirectional remote deep brain control with magnetic anisotropic nanomaterials

Descrizione del progetto

La nanomagnetite anisotropa per un controllo cerebrale profondo wireless e bidirezionale

Si sta aprendo una nuova era nel campo della neuromodulazione, guidata dal potenziale dei materiali funzionali al fine di controllare l’attività neurale. L’analisi dei segnali neurali potrebbe creare un circuito di feedback per la terapia, oppure compensare le funzioni perse; ciononostante, i metodi attualmente impiegati si basano spesso su hardware di grandi dimensioni, impiantati cronicamente, che sollevano problemi a livello di sicurezza e sono limitati da una scarsa risoluzione. Il progetto BRAINMASTER, finanziato dal CER, svilupperà un metodo di neuromodulazione wireless minimamente invasivo utilizzando nanodischi magnetici che convertiranno le forze magnetiche in segnali per specifici neuroni, consentendo al contempo di effettuare la risonanza magnetica per monitorare i transienti di calcio (Ca2+). Questa innovativa interfaccia faciliterà l’addestramento cognitivo e il trattamento di vari disturbi, tra cui il morbo di Alzheimer precoce (dimostrato in un modello di roditore), senza la necessità di impiantare alcun hardware.

Obiettivo

The emergence of a new era in neuromodulation is led by the intriguing potential of functional materials to replace or control neural activity. The ability to simultaneously analyse neural activity offers the potential to translate signals into a feedback loop for intuitive therapy or even to replace lost neurological functions. However, neuromodulation and recording in the deep brain commonly relies on chronic implantation of macroscale hardware with numerous safety concerns and often suffers from poor spatiotemporal resolution.
BRAINMASTER will demonstrate scalable, wireless, minimally invasive neuromodulation relying on forces transformed to mechanosensory neurons by magnetic nanodiscs (MNDs) coupled to external magnetic fields (MFs). Neuromodulation will run concurrently with magnetic resonance imaging (MRI) of Ca2+ transients. BRAINMASTERs ambitious objectives will permit cell-type specific interrogation (write) and simultaneous imaging (read) of deep brain in untethered subjects without implanted hardware, overcoming major challenges present in existing approaches.
MNDs will be engineered to selectively target neural mechanosensitive ion channels by release of viral vectors for exogenous channel expression or by recognition motifs for endogenous stimulation. MND surface with Ca2+ binding moieties will allow dynamic MRI imaging via formation of ferromagnetic clusters translated as MRI contrast variations.
The bidirectional BRAINMASTER interface will include MRI Ca2+ imaging simultaneous with stimulus from large gradient forces pulling MNDs on mechanosensory cells and torques mediated by low frequency MFs from miniaturized, MRI compatible coils.
Ultimately, I will develop the first-of-its-kind intuitive interface between the deep brain and an engineered system to facilitate cognitive training and therapies for developmental, neurodegenerative and mental disorders and demonstrate the technological breakthrough in the rodent model of early Alzheimers disease.

Campo scientifico (EuroSciVoc)

CORDIS classifica i progetti con EuroSciVoc, una tassonomia multilingue dei campi scientifici, attraverso un processo semi-automatico basato su tecniche NLP. Cfr.: Il Vocabolario Scientifico Europeo.

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Parole chiave

Parole chiave del progetto, indicate dal coordinatore del progetto. Da non confondere con la tassonomia EuroSciVoc (campo scientifico).

Programma(i)

Programmi di finanziamento pluriennali che definiscono le priorità dell’UE in materia di ricerca e innovazione.

Argomento(i)

Gli inviti a presentare proposte sono suddivisi per argomenti. Un argomento definisce un’area o un tema specifico per il quale i candidati possono presentare proposte. La descrizione di un argomento comprende il suo ambito specifico e l’impatto previsto del progetto finanziato.

Meccanismo di finanziamento

Meccanismo di finanziamento (o «Tipo di azione») all’interno di un programma con caratteristiche comuni. Specifica: l’ambito di ciò che viene finanziato; il tasso di rimborso; i criteri di valutazione specifici per qualificarsi per il finanziamento; l’uso di forme semplificate di costi come gli importi forfettari.

HORIZON-ERC - HORIZON ERC Grants

Vedi tutti i progetti finanziati nell’ambito di questo schema di finanziamento

Invito a presentare proposte

Procedura per invitare i candidati a presentare proposte di progetti, con l’obiettivo di ricevere finanziamenti dall’UE.

(si apre in una nuova finestra) ERC-2023-STG

Vedi tutti i progetti finanziati nell’ambito del bando

Istituzione ospitante

FRIEDRICH-ALEXANDER-UNIVERSITAET ERLANGEN-NUERNBERG
Contributo netto dell'UE

Contributo finanziario netto dell’UE. La somma di denaro che il partecipante riceve, decurtata dal contributo dell’UE alla terza parte collegata. Tiene conto della distribuzione del contributo finanziario dell’UE tra i beneficiari diretti del progetto e altri tipi di partecipanti, come i partecipanti terzi.

€ 1 500 000,00
Indirizzo
FREYESLEBENSTRAßE 1
91058 ERLANGEN
Germania

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Regione
Bayern Mittelfranken Erlangen, Kreisfreie Stadt
Tipo di attività
Higher or Secondary Education Establishments
Collegamenti
Costo totale

I costi totali sostenuti dall’organizzazione per partecipare al progetto, compresi i costi diretti e indiretti. Questo importo è un sottoinsieme del bilancio complessivo del progetto.

€ 1 500 000,00

Beneficiari (1)

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