PR23-PAS-P5 “OptoNerve”

L’obiettivo del progetto è lo sviluppo di un innovativo sistema di stimolazione dei nervi periferici basato su fibre ottiche che emettono impulsi di luce infrarossa (INS). L'elevata selettività spaziale è raggiunta grazie alle dimensioni compatte delle fibre ottiche e, modulando la lunghezza d’onda, la luce può penetrare il tessuto a una profondità di qualche millimetro, consentendo di controllare i circuiti neurali senza contatto diretto evitando reazioni fibrotiche. Parte rilevante del progetto riguarderà lo studio dei fenomeni alla base della INS, ancora oggetto di dibattito. Inoltre, attraverso uno studio su murino, le tecnologie in fibra ottica saranno sfruttate anche per il monitoraggio e la registrazione degli effetti indotti dalla perturbazione in situ, evitando artefatti grazie alla robustezza alle interferenze elettromagnetiche. A tal proposito, saranno sfruttate due tecniche: fotometria a fluorescenza e spettroscopia Raman. La prima è una tecnica di stimolazione ottica e di registrazione dei segnali di fluorescenza già utilizzata per fornire informazioni sulla stimolazione nervosa attraverso indicatori di calcio e di tensione. La seconda è una tecnica ottica che può fornire informazioni sulla composizione biochimica del campione illuminato, utilizzata con il supporto di algoritmi di intelligenza artificiale per identificare i composti ionici che determinano la stimolazione. In base ai risultati, si valuterà lo sviluppo di un’opportuna interfaccia tra fibre ottiche e nervi periferici che renda efficiente la generazione dei potenziali di azione.