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Ionic Neuromodulation For Epilepsy Treatment

Descripción del proyecto

Un enfoque revolucionario para tratar la epilepsia farmacorresistente

Cerca del 30 % de los pacientes con epilepsia tienen una forma farmacorresistente de la enfermedad. En estas condiciones, incluso el uso simultáneo de dos fármacos antiepilépticos no logra liberar de las convulsiones cuando se prescriben como terapias únicas o combinadas. Actualmente, ningún método ha producido una mejora significativa en tales pacientes. Este consorcio financiado con fondos europeos está desarrollando un método totalmente nuevo para manipular la excitabilidad de las células neuronales aplicando la activación neuronal mediante el accionamiento iónico directo a escala microscópica y supervisando las respuestas celulares mediante transistores nanométricos. Este consorcio multidisciplinar tiene como objetivo establecer una prueba de principio para la tecnología de neuromodulación innovadora, de forma que permitirá aplicar futuros implantes cerebrales para el tratamiento de la epilepsia a través de pruebas «in vitro» de polímeros especiales y matrices de sensores de iones ultrasensibles.

Objetivo

There is a need for a paradigm shift in the treatment of drug-resistant epilepsy. Several routes have been explored to modulate or silence dysfunctional neural circuits, through genetic, electrical, magnetic or optical means. All have serious limitations due to the unphysiological mechanisms used to regulate neuronal activity. In IN-FET, we address this issue by manipulating the elementary building blocks of cell excitability: ions. IN-FET tackles the visionary idea of altering neuronal firing and synaptic transmission by direct ionic actuation at the microscopic scale, while monitoring cell responses by arrays of nanoscale transistors. We will develop and test, in vitro, the use of active polymers to trap or release electrochemically specific ions in the extracellular milieu surrounding neurons. These will be integrated with ion sensors and ultra-sensitive nanowire arrays, offering closed-loop regulation of cellular electrical activity. We will deliver for the first time a device that can physiologically modulate the neuronal membrane potential, the synaptic release probability, and glutamatergic NMDA receptors activation by altering potassium, calcium, and magnesium ionic concentrations in a controlled and spatially-confined manner. High-resolution simultaneous probing of cell activity will be performed by Si-nanowire vertical transistors, penetrating the membranes and detecting the cell electrical activity at unprecedented spatial and temporal resolutions. In conclusion, IN-FET's multidisciplinary consortium brings together state-of-the-art electrochemistry, 3-d nanofabrication, nanoelectronics, and numerical simulations, and combines neuronal biophysics to device modeling. IN-FET will thus establish the proof-of-principle for a breakthrough biocompatible neuromodulation technology, with a clear impact for future brain implants for epilepsy treatment, advancing neuroscience, biomedical microsystems engineering, and nano-neurotechnology.

Convocatoria de propuestas

H2020-FETOPEN-2018-2020

Consulte otros proyectos de esta convocatoria

Convocatoria de subcontratación

H2020-FETOPEN-2018-2019-2020-01

Régimen de financiación

RIA - Research and Innovation action

Coordinador

SCUOLA INTERNAZIONALE SUPERIORE DI STUDI AVANZATI DI TRIESTE
Aportación neta de la UEn
€ 847 812,49
Dirección
VIA BONOMEA 265
34136 Trieste
Italia

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Región
Nord-Est Friuli-Venezia Giulia Trieste
Tipo de actividad
Higher or Secondary Education Establishments
Enlaces
Coste total
€ 847 812,49

Participantes (8)