Ripristino di percorsi neurali

Questo progetto riguarda un sistema embedded dedicato al ripristino di percorsi neurali interessati da traumi, è stato sviluppato e realizzato da me come progetto di un assegno di ricerca presso l'Università degli studi di Perugia (DIEI), in collaborazione con l'USF (University of South Florida - Tampa).

Per poter realizzare un simile dispositivo, è stato necessario acquisire le conoscenze per la trattazione dei segnali neurali dal punto di vista elettrico e disporre di un strumento estremamente flessibile per poter effettuare degli studi preventivi sui percorsi dell’informazione neurale e sulle modalità con cui avviene la propagazione dei segnali neurali all’interno del cervello.

L’obiettivo di partenza di questo progetto è stato quello di acquisire le competenze necessarie per estrarre correttamente l’informazione da elettrodi impiantati nel cervello.

Successivamente per poter passare alla progettazione e realizzazione di un circuito integrato che contenesse al proprio interno sia l’interfaccia con il mondo biologico che la logica necessaria per ristabilire opportunamente i percorsi neurali danneggiati, sono state acquisite competenze a livello di progettazione sia analogica (per il front-end di lettura del segnale) che digitale (per la successiva elaborazione e creazione degli impulsi neurali).

Il sistema nel suo complesso, è composto da:

• un front-end analogico per filtrare opportunamente e preamplificare i segnali neurali;

• un sotto-sistema di conversione da analogico a digitale del segnale con opportuna risoluzione;

• un sotto-sistema di memorizzazione dei dati elaborati per poter mappare i percorsi neurali tipici di una determinata area del cervello;

• un sotto-sistema di comunicazione (FPGA) con un PC desktop, sul quale avviene l’elaborazione dei dati acquisiti e la visualizzazione tramite opportuna interfaccia grafica;

• un sotto-sistema per lo stimolo di AP (Action Potential) attraverso la generazione di impulsi elettrici.

Perciò si è arrivati a realizzare un sistema basato su componenti discreti e integrati per l’elaborazione analogica dei segnali, la memorizzazione, la creazione di impulsi nervosi.