La nostra struttura offre competenze e strumenti per l’acquisizione di dati elettrofisiologici e di imaging da tessuto umano cerebrale proveniente dalla neurochirurgia sia acuto che in forma di colture cellulari organotipiche.

La struttura offre inoltre competenze avanzate per lo sviluppo e l’implementazione di modelli computazionali realistici di estese aree cerebrali umane calibrate su dati ottenuti sperimentalmente. Queste reti di tipo spiking includono modelli realistici di singoli neuroni a due compartimenti e dinamiche di potenziamento e depressione sinaptica sia a breve che lungo termine.

Il servizio proposto consente quindi di:

• ottenere dati sperimentali elettrofisiologici (array di multielettrodi e patch-clamp) e di imaging (funzionali con calcium e voltage imaging e morfologici con microscopia confocale) di porzioni di tessuto umano proveniente da pazienti terapizzati tramite chirurgia anche in presenza di agenti farmacologici specifici
• Ricreare in-silico circuiti di estese aree cerebrali umane (e.g. ippocampo e corteccia temporale) per riprodurre condizioni fisiologiche e farmacologiche e testare digitalmente terapie farmacologiche.

Valore per la ricerca

Il servizio consente di investigare sia sperimentalmente che digitalmente meccanismi fisiopatologici e di testare terapie farmacologiche innovative.

Valore per la clinica

Le piattaforme sperimentali e di simulazione consentono di analizzare l’impatto di patologie neurologiche e di testare farmaci innovativi sui tessuti dei singoli pazienti realizzando di fatto delle copie fisiche di tessuto cerebrale da cui derivare copie virtuali dello stesso tessuto. L’utilizzo di copie fisiche e virtuali è finalizzato a supportare l’interpretazione dei dati clinici ed allo sviluppo di terapie personalizzate anche integrando i modelli cellulari in modelli di larga scala come The Virtual Brain.

Valore per l’industria

La creazione di copie fisiche e digitali di tessuti cerebrali umani trova applicazioni in primis nell’ambito dell’industria farmaceutica ed in generale nell’ambito dell’industria biomedica. I modelli cellulari trovano inoltre applicazione nello sviluppo di digital twin avanzati.