Sieć szkoleniowa w zakresie technologii transformacyjnych w neuroinżynierii
Neuroinżynieria to dyscyplina łącząca inżynierię, matematykę, fizykę i neuronauki. Jej celem jest budowanie interfejsów mózg-komputer (BCI) i komputerów kognitywnych oraz rozwijanie neuroprotetyki. Dzięki finansowaniu przez Unię Europejską zrealizowano projekt NETT, rozległą sieć szkoleniową ułatwiającą prowadzenie badań w dziedzinie neuroinżynierii i technologii transformacyjnych. Siedmiu pełnoprawnych partnerów i jedenastu partnerów stowarzyszonych, między innymi duże i małe przedsiębiorstwa, połączyło swe siły, aby przeprowadzać strukturyzowane szkolenia branżowe i zapewnić opiekę promotorską w formie staży i delegacji poświęconych realnym problemom. W ramach projektu NETT wsparcie finansowe otrzymało 21 naukowców, którzy wyróżnili się imponującymi osiągnięciami obejmującymi zastosowanie technologii transformacyjnych w takich dziedzinach, jak rozpoznawanie mowy, roboty o zdolnościach kognitywnych i społecznych, a także neuroprotetyka związana z przywróceniem funkcji sensomotorycznych. Godnym uwagi osiągnięciem jest opracowanie pakietu oprogramowania na licencji open-source SPIKY do analizy danych neuronowych i aktywności populacji neuronów, a także PySpike. Wyniki badań opublikowano w prestiżowych czasopismach w dziedzinie neurobiologii i inżynierii. Zaobserwowano również duże postępy w dziedzinie neurorehabilitacji. Uczestnicy projektu opracowali dekodery EEG do analizy chodu przy użyciu dodatkowych funkcji, takich jak fazy. Opracowane zintegrowane ramy badawcze wykorzystano do dekodowania sygnałów mózgu. Są one dostępne w postaci pakietu open-source w serwisie github. Uzyskano dobre wyniki badań wśród osób zdrowych i przewlekle chorych po udarze mózgu pod względem odtwarzalności. Skuteczna charakteryzacja leków in vivo w zdrowym mózgu może wkrótce być możliwa dzięki opracowaniu nowej technologii robotycznej patch-clamp opartej na dwóch fotonach. Ta optogenetyczna technologia BCI może być również wykorzystana do odwrócenia sieci neuronowych. Do rezultatów projektu należy między innymi opracowanie metodologii, modeli i algorytmów do charakteryzowania sieci neuronowych ze sprzężeniem impulsowym oraz multifotonowego skanowania tkanki nerwowej. Mają one szerokie zastosowanie w obszarach, takich jak rozpoznawanie mowy, systemy kontroli, czy syntetyczne narzędzia do rozpoznawania i przetwarzania informacji. Wielodyscyplinarna sieć szkoleniowa NETT umożliwiła przygotowanie nowego pokolenia naukowców na innowacje w dziedzinie neuroinżynierii. Ułatwi to diagnozę, leczenie i rekonwalescencję po urazach lub chorobach ośrodkowego układu nerwowego. Ponadto technologie transformacyjne zmienią sposób, w jaki komunikujemy się ze sobą i z maszynami, co będzie miało trwały wpływ na codzienne życie obywateli UE.
Słowa kluczowe
Neuroinżynieria, sieć szkoleniowa, technologie transformacyjne, BCI, NETT, technologia robotyczna