%
Equipa
João Mano
Professor Catedrático
Maria Rute de Amorim e Sá Ferreira André
Professor Catedrático
Vítor Gaspar
Professor AuxiliarDescrição
Metodologias ópticas têm sido amplamente utilizadas para a estimulação e imagem em circuitos neurais funcionais. Em particular, a optogenética é uma ferramenta poderosa para a excitação seletiva ou para a inibição de tipos específicos de células, através de radiação (luz) de diferentes comprimentos de onda selecionados ??para estimular ou inibir um subconjunto de neurónios que contêm proteínas sensíveis a sinais ópticos com determinado comprimentos de onda. Estas análises permitem o isolamento das funções do circuito neural em diferentes estágios, permitindo entender, a nível fundamental, o funcionamento dos neurónios com vista ao desenvolvimento da inteligência artificial baseada em computação neuromórfica. A estimulação ótica e a geração de imagens de neurónios profundos no cérebro requerem o uso de sondas neuraisóticas implantáveis ??para estimulação simultânea e registo de circuitos neurais. Essas plataformas de sonda neural, integrando monoliticamente as fontes de sinal ótico, como díodos emissores de luz (LEDs), e os elétrodos de registro num substrato de polímero flexível já foram demonstrados. No entanto, estas soluções têm uma desvantagem relacionada com a dissipação de calor que ocorre ao nível do circuito elétrico e que deve ser cuidadosamente controlada para evitar danos cerebrais. Tal, requer a guiagem da radiação no tecido cerebral com alta resolução espacial, usando guias de onda biocompatíveis, que irão deslocalizar a fonte de luz da região cerebral. Os métodos convencionais baseados em dispositivos óticos externos para condução de luz são limitados a camadas superficiais do tecido devido aos mecanismos de absorção e dispersão. Propomos, assim, desenvolver novas sondas neurais flexíveis integradas com sensores monolíticos para estudar a atividade cerebral, no nível do neurónio. As sondas neurais serão suportadas por fibras de hidrogéis biocompatíveis à base de alginato formadas in-situ para aplicações de guiagem de luz no tecido cerebral e permitindo o registo da atividade neural crónico por longos períodos de tempo. Atingidos estes objetivos, o PHEASANT criará conhecimento e produzirá publicações científicas de alto impacto e contribuirá para a formação avançada de recursos humanos. Além disso, esta proposta permitirá otimizar procedimentos experimentais e o desenho de dispositivos com potencial económico, sem perder de vista questões relevantes. O PHEASANT tem assim o seu foco em investigação aplicada com um suporte fundamental muito forte, usando conceitos e métodos inovadores que podem criar valor e impacto societal e económico a longo prazo.
Coordenador
Coordenação
Universidade de Aveiro (UA)
Participantes
Instituto de Telecomunicações
Grupos
G2 - Materiais Fotónicos, Eletrónicos e Magnéticos;
G5 - Materiais Biomiméticos, Biológicos e Vivos;
Financiadores
