Introduzione a Braininnovations
Braininnovations è stata creata come un’ associazione di imprese per integrare i rapidi sviluppi nella ricerca con la technologia al fine di proporre nuovi trattamenti per malattie incurabili. Braininnovations è stata creata quando il gruppo BRAI3N (Brain Research consortium for Advanced, International, Innovative & Interdisciplinary Neuromodulation) ha unito le forze con l’ università tecnica di Delft ed il dipartimento di Neuroscienza del centro ospedaliero Erasmus di Rotterdam, entrambi situati in Olanda. Con un approcio del tipo dal banco-al-letto e dal letto-alla-banco, Braininnovations colma il divario nella medicina traslazionale combinando tecnologie all’ avanguardia con il risultato di studi fatti nel campo della neuroscienza.

Braininnovations
Braininnovations è stata fondata nel 2005 da Dirk De Ridder e Eddy van der Velden. Dirk De Ridder (Prof. Dr. D. De Ridder) è un neurochirurgo, un neuroscienziato e, come cognoscente di Darwin (la sua tesi di dottorato ‘Un approccio neurochirurgico darwiniano all’ acufene’ pubblicato nel 2005), ha investigato metodi per influenzare l’ evoluzione del cervello. Uno di questi metodi è la neuromodulazione. La neuromodulazione è l’ inizializzazione e la modulazione dei segnali neurofisiologici, allo scopo di cambiare le funzionalita del sistema nervoso centrale in modo che possa essere usato come terapia. La tecnica prevede la stimolazione elettrica di determinate regioni del sistema nervoso e l’ erogazione locale di liquidi al sistema, attraverso il midollo spinale o i ventricoli.


brain

Al momento la terapia viene applicata utilizzando un sistema elettronico piuttosto ingombrate nel quale i componenti sono distribuiti su tutto il corpo, collegati tra loro ed alimentati da batterie ingombranti. Questo approccio piuttosto primitivo comporta dei rischi, tra cui la rottura dei cavi e complicazioni a causa della necessità di sostituire la batteria. Eddy van der Velden (prof. Associato E.M. van der Velden) è un pittore d’ arte professionista, scrittore e ricercatore medico con ampi talenti creativi innati. Negli ultimi 30 anni è stato associato a diversi ospedali accademmici nei Paesi Bassi e all’ estero, come scienziato. Eddy è anche il fondatore delle discipline paramediche di dermatograpia e cheratografia. Quando incontro Dirk De Ridder per la prima volta, riconobbe l’unicita della visione di Dirk sul cervello umano, che aveva etichettato come “La Medicina Elettronica nel Futuro”. Van der Velden afferma che le scienze neurologiche sono attualmente “dentro il tornado”, e di fronte ad una serie di scoperte rivoluzionarie, di cui attualmente siamo completamente inconsapevoli, e che avranno enormi effetti sulla medicina e sull’ etica medica, ma anche -sebbene non ovvio- su economia, diritto, marketing e religione. “Questo secolo sara il secolo della neuroscienza e della genetica”, afferma Eddy van der Velden.


Ricerca
Sulla scia del prof.dr Kevin Warwick ed prof.dr. Mark Gasson vogliamo concentrarci sulla “medicina elettronica”, per cui il nostro interesse principale è sui segnali elettrici, applicati al cervello umano a scopi terapeutici. Il vantaggio rispetto agli approcci di tipo farmaceutico è che i segnali elettrici possono essere applicati in posizioni specifiche del cervello, e probabilmente hanno meno effetti collaterali. L’ uso di segnali elettrici consente di intervenire nei processi chimici che influenzano o determinano il funzionamento del cervello. In questo modo, particolari parti del cervello possono essere stimolate e “resettate”. In questo senso Dirk De Ridder è in linea con il prof.dr. Michael Gazzaniga nel pensare che ha senso riprogrammare il cervello. “Uno dovbrebbe rivalutare il concetto di variazione e diversità nella nostra società”, dice Dirk De Ridder. La realtà delle nostre vite digitalizzate ci rende indifferenti e dobbiamo stare attenti alla perdita delle capacità creative del nostro cervello, causata dalla visione intensiva degli schermi dei computer. Fortunatamente, il nostro cervello ha una straordinaria adattabilità. Eddy van der Velden ritiene che, nel prossimo futuro, saremo in grado di stimolare attivamente il nostro cervello attraverso la neuromodulazione per catalizzare il pensiero creativo e aumnetare l’intuito.


Costruire una nuova generazione di neurostimolatori
brain2 Braininnovations mira al miglioramento dell'attuale generazione di neurostimolatori, mediante - tra l'altro - l'uso di microchip significativamente più piccoli, cablaggio infrangibile, batterie miniaturizzate alimentate dal corpo umano, monitoraggio wireless e controllo tramite smartphone, e la possibilità di inviare dati crittografati al personale medico, utilizzando lo smartphone, una serie di miglioramenti che porteranno a dispositivi e soluzioni molto più facili per il paziente. Questi miglioramenti dovrebbero portare alla creazione di nuovi apparecchi e soluzioni che sono molto più facili da usare per il paziente.





Pazienti e le loro future possibilita di trattamento
Il trattamento dei disturbi neurologici attraverso la neuromodulazione consiste in una serie di metodi per intervenire sulle caratteristiche neurofisiologiche del corpo umano. La selezione del metodo più appropriato per il trattamento di un disturbo si basa sul tipo di disturbo e sulla sua causa. In pratica, vengono utilizzati i seguenti metodi:

● Stimolazione elettrica per attivare la locomozione del paziente
Questo tipo di stimolazione comporta la rivitalizzazione dei muscoli paralizzati per riguadagnare il movimento, come la stimolazione del peroneo per curare la malattia del piede cadente.

● Stimolazione elettrica del system nervoso centrale
Include la modulazione del midollo spinale e del cervello, per curare disturbi parossistici e clonus, epilessia, problemi alla vescica, fibromialgia, acufene, disturbi bipolari, comportamento ossessivo, Parkinson e Alzheimer. Ultimo, ma non meno importante: questo tipo di stimolazione viene utilizzata per alleviare il dolore e influenzare il sistema ormonale.

● Stimolazione localizzata con sostanze chimiche
Alcuni disturbi neurologici sono causati da un'interruzione della produzione di sostanze chimiche specifiche da parte del corpo umano le quali sono necessarie per il trasferimento di segnali tra neuroni. La mancanza di queste sostanze chimiche provoca movimenti incontrollati, come spasmi e tremori. La stimolazione localizzata, ad esempio nelle aree ormonali del midollo spinale o nei ventricoli cerebrali, può avere buoni risultati in molti casi.

Progetti in corso
● Un progetto prevede lo sviluppo di uno stimolatore cerebrale estremamente versatile, miniaturizzato, a carica costante, applicabile per la stimolazione cerebrale profonda, stimolazione della corteccia e la stimolazione dei nervi periferici (progetto uStim / SINS: Neurostimolatori Impiantabili Miniaturizzati).

● Un altro progetto prevede l'implementazione di smartphone basati su Android il cui audio in uscita viene adattato in base alla perdita dell'udito nei pazienti con acufene basata su dati audiometrici individualizzati, seguendo un approccio sviluppato dal neuroscienziato francese Arnaud Norena.

● Partendo dall’ adattamento di una tecnica sviluppata per gli animali dal neuroscienziato uditivo Turner, il terzo progetto tenta di sviluppare un test di rilevamento del divario per i pazienti umani.

● Il quarto progetto ha lo scopo di progettare processori di nuova generazione e sistemi su chip (SoC) con elevati livelli di affidabilità hardware / software, elevata sicurezza e privacy, consumo energetico ultra-ridotto e dimensioni miniaturizzate (progetto SiMS: Sistemi medici impiantabili Inteligenti).

● Il quinto progetto prevede la progettazione di un cervelletto artificiale come un sistema multi-processore medico (MPSoC) in tempo reale, con l'obiettivo di salvare (cioè sostituire) parti danneggiate di un cervello biologico reale. Il sistema di cervelletto artificiale dovrebbe essere portatile o indossabile e mantiene i seguenti requisiti:
- elevata affidabilità grazie alla sua applicazione medica
- efficienza energetica per la portabilità
- adattabilità a diversi schemi di input (progetto DeSyRe: affidabilità del sistema on-demand)
- alte prestazioni, sia in termini di latenza (per l'elaborazione in tempo reale) sia in termini di throughput (per coprire un gran numero di neuroni)

Literature
pdfTuuuu uut – Psyche & Brein Eos Wetenschap, bi - maandelijks Nr : 5, blz; 50-54, 2019 Patrick Krauss, HolgerSchulze
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pdfEeuwig dromen is de enige remedie. - Dagblad Trouw, 17 Mei 2019
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pdfBij oorsuizen is de piep het signaal van een schattend brein - Dagblad Trouw, 11 Mei 2019
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pdfHartslag als wachtwoord - Monitor, Maart 2016
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pdfThesis Topics Related To SINs - The SINs (Smart Implantable Neurostimulators) project is focused on the development of soft- and hardware for the next generation neurostimulators.
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