Projektbeschreibung
Neuer Weg zur Überwachung neurodegenerativer Erkrankungen
Bei den derzeit verfügbaren implantierbaren Systemen zur individualisierten Gesundheitsversorgung gibt es Schwierigkeiten mit der Integration der hochempfindlichen Biosensorik und der effizienten Datenverarbeitung. Diese Einschränkungen stehen einer Echtzeit-Bewertung komplexer Biomarker im Wege, die für das Verständnis und die Behandlung neurodegenerativer Erkrankungen unerlässlich sind. Vor diesem Hintergrund wird das Team des ERC-finanzierten Projekts NEFELI neuromorphe Bauelemente einsetzen, um In-memory-(Bio-)Sensoren und -Rechentechnik direkt am Ort der Untersuchung zu integrieren. Diese miniaturisierte, flexible und biokompatible Technologie überwacht und klassifiziert in vivo und auf intelligente Weise elektrische und chemische Biomarker, reduziert den Energiebedarf und gestattet maßgeschneiderte Interventionen. Mit einer dem Machbarkeitsnachweis dienenden Bioschnittstelle schafft das Team von NEFELI die Voraussetzungen für biomedizinische Systeme der nächsten Generation, wobei sich völlig neue Einblicke in Krankheitsmechanismen und präzisere therapeutische Optionen bieten.
Ziel
Efficient assessment of multiple bio/chemical and electrophysiology biomarkers directly at the area of interest is an indisputable asset in the individualized healthcare. However, current implantable systems and bioelectronic technologies still face limitations in ultra-sensitive bio-sensing, address the electrical and chemical aspects fragmentally, and depend on complex setups and computationally heavy off-line processing. Conventional von Neumann architectures face limitations in efficiently handling the increasing sensor output data that can be mainly attributed to the physical separation between sensing, memory, and computing units.
Here the overall objective is to conceptualize a first-of-its-kind, miniaturized, and self-contained biosensing technology employing neuromorphic devices functioning as on-node sensors and processors (in-memory (bio)sensing and computing), in soft, flexible and bio-compatible materials and format. I will demonstrate this technology showcasing, in an in vivo animal model, a proof-of-concept implantable bio-interface that intelligently interrogates and classifies neurodegenerative disease-related bio/chemical and electrical biomarkers, coupled with active elements enabling precise adjustment of stimulation control parameters based on analog inputs. This technology holds great potential to advance our understanding and treatments of pathologies through multiplex electrical and chemical monitoring reducing the demands for power-intensive analog-to-digital conversion and computational processing. Furthermore, it paves the way for tailored interventions, laying the foundation for next-generation biomedical modulation systems.
Wissenschaftliches Gebiet (EuroSciVoc)
CORDIS klassifiziert Projekte mit EuroSciVoc, einer mehrsprachigen Taxonomie der Wissenschaftsbereiche, durch einen halbautomatischen Prozess, der auf Verfahren der Verarbeitung natürlicher Sprache beruht. Siehe: https://op.europa.eu/en/web/eu-vocabularies/euroscivoc.
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- Technik und TechnologieUmweltbiotechnologieBiosensorik
- Technik und TechnologieElektrotechnik, Elektronik, InformationstechnikElektrotechnikSensoren
- Medizin- und GesundheitswissenschaftenGrundlagenmedizinPathologie
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Programm/Programme
- HORIZON.1.1 - European Research Council (ERC) Main Programme
Thema/Themen
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(öffnet in neuem Fenster) ERC-2024-STG
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