Quantificare la consapevolezza umana mediante l’IA

Alcuni ricercatori si sono avvalsi di tecnologie di apprendimento profondo per misurare i cambiamenti nella consapevolezza delle persone durante il sonno, l’anestesia generale e in presenza di gravi lesioni cerebrali.

Una nuova ricerca sostenuta dai progetti HBP SGA3 e DoCMA, finanziati dall’UE, sta offrendo agli scienziati nuovi scorci sulla consapevolezza umana. Il gruppo di ricerca, guidato dall’Università della Corea e dal partner dei progetti, l’Università di Liegi (Belgio), ha realizzato un indicatore di consapevolezza spiegabile (ECI, Explainable Consciousness Indicator) per sondare le diverse componenti della consapevolezza. I loro http://www.nature.com/articles/s41467-022-28451-0 (risultati) sono stati pubblicati sulla rivista «Nature Communications».

È possibile definire la consapevolezza come un’entità costituita da due elementi: risveglio (ovvero, veglia) e presa di coscienza. L’azione di aprire gli occhi indica uno stato di veglia, mentre la capacità di percepire differenze o di eseguire ordini dimostra una presa di coscienza. In situazioni diverse, quali sonno senza sogni, sonno corredato di sogni, anestesia e gravi lesioni cerebrali, si manifestano livelli differenti di consapevolezza. Finora, non esistevano sistemi indicati di misurazione capaci di quantificare le due componenti della consapevolezza.

Un indicatore affidabile della consapevolezza

L’indicatore ECI sviluppato dai ricercatori si serve dell’apprendimento profondo per effettuare una distinzione tra veglia e presa di coscienza in presenza di condizioni fisiologiche, farmacologiche e patologiche. Il gruppo ha esaminato l’attività cerebrale rispettivamente di sei partecipanti sani durante il sonno, 16 partecipanti sani sotto anestesia indotta da ketamina, propofol o xenon, e di 34 partecipanti in coma a causa di gravi lesioni cerebrali. Lo studio ha dimostrato che l’anestesia indotta da ketamina e il sonno nella fase di movimento oculare rapido (quando si manifesta la maggior parte dei sogni) con un livello basso di veglia e un alto livello di presa di coscienza si differenziano in modo netto da altri stati. Per di più, si è riscontrato che le regioni parietali del cervello svolgono il ruolo più importante per la misurazione della veglia e della presa di coscienza in stati alterati della consapevolezza. Gli autori dello studio definiscono questo strumento innovativo un potenziale «strumento discriminatore affidabile e prezioso che misura in modo obiettivo la consapevolezza.»

Questo documento presenta «la prima tecnologia al mondo per la quantificazione simultanea del risveglio e della presa di coscienza», afferma il co-autore senior, il prof. Seong-Whan Lee del dipartimento di intelligenza artificiale dell’Università della Corea, in un http://www.giga.uliege.be/cms/c_8958023/en/artificial-intelligence-helps-scientists-to-measure-human-consciousness/ (articolo) pubblicato sul sito web dell’Università di Liegi. L’indicatore ECI ha il potenziale per migliorare le cure cliniche dei pazienti in diversi contesti, quali il monitoraggio di stati indotti dall’anestesia durante un intervento chirurgico e la diagnosi di pazienti in coma o in stato vegetativo. Secondo la co-autrice senior, la dott.ssa Olivia Gosseries, co-direttrice del gruppo scientifico sul coma presso l’Università di Liegi, «occorrono studi futuri per integrare questo indicatore innovativo nell’attività clinica e persino per sviluppare uno strumento online e in tempo reale da installare in ospedali, sale operatorie e reparti di terapia intensiva.»

HBP SGA3 (Human Brain Project Specific Grant Agreement 3) rappresenta l’ultima delle quattro fasi dell’iniziativa «Human Brain Project». «La proficua collaborazione internazionale tra i partner di HBP è la dimostrazione dell’efficacia degli strumenti della piattaforma di condivisione dei dati di http://www.humanbrainproject.eu/en/hbp-platforms/ebrains/ (EBRAINS) per le grandi serie di neuroimaging umane», osserva il prof. Steven Laureys dell’Università di Liegi, co-autore dello studio e responsabile del gruppo scientifico sul coma, in un http://www.humanbrainproject.eu/en/follow-hbp/news/2022/03/18/artificial-intelligence-helps-scientists-measure-human-consciousness/ (articolo) pubblicato sul sito web di Human Brain project. «Il nostro lavoro ha sfruttato gli sforzi compiuti dai gruppi di Human Brain Project al fine di promuovere e agevolare le neuroscienze digitali e la medicina del cervello.» Il progetto DoCMA (Disorders of Consciousness (DoC): enhancing the transfer of knowledge and professional skills on evidence-based interventions and validated technology for a better management of patients) volgerà al termine a gennaio 2023.

Per maggiori informazioni, consultare:
http://www.humanbrainproject.eu/en/ (sito web del progetto HBP SGA3)
http://project-docma.eu/ (sito web del progetto DoCMA)

HBP SGA3, DoCMA, umano, cervello, consapevolezza, presa di coscienza, risveglio, veglia, sonno, anestesia, lesione cerebrale

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Uno strumento virtuale per il trattamento dell’epilessia

Una tecnica di modellizzazione cerebrale personalizzata, sviluppata con il sostegno dell’UE, si rivela promettente per individuare le aree cerebrali che provocano le crisi epilettiche.

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Un software open-source per semplificare la ricerca sul cervello

Un nuovo software open-source per la simulazione e l’analisi dei modelli di rete cerebrale sta spianando la strada sulla ricerca sul cervello, offrendo la simulazione di questo organo come servizio cloud.

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Dare una voce alle persone con uno stato di coscienza minimo e affette da sindrome locked-in

I ricercatori del progetto ComAware, finanziato dall’UE, hanno sviluppato un sistema di interfaccia cervello-computer per aiutare i professionisti medici a diagnosticare con accuratezza i disturbi dello stato di coscienza.

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Ad Atene, brainstorming per lo Human Brain Project

Il settimo vertice organizzato dallo Human Brain Project ha avuto inizio ad Atene il 3 febbraio 2020, con l’obiettivo di offrire una settimana di strabilianti informazioni relative alle ricerche effettuate sull’organo più complesso del corpo. CORDIS era presente.

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Svelare i misteri della percezione e della consapevolezza

Una migliore comprensione delle patologie cognitive e della natura della consapevolezza diventa ora una realtà grazie al lavoro svolto da un progetto finanziato dall’UE.

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Comprendere in che modo la struttura e le funzioni del cervello generano la coscienza

Definizioni e conoscenze della coscienza sono state contestate con veemenza nel corso dei secoli, coinvolgendo i filosofi e, più di recente, i neuroscienziati. Per capire ulteriormente il suo senso complessivo, il progetto HBP crea simultaneamente il modello sia della «foresta» neurologica che di tutti gli «alberi» che la compongono.

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Anticipare il futuro delle neuroscienze digitali

Un documento pubblicato di recente analizza come si sono sviluppate le neuroscienze digitali, a che punto sono ora e i progressi previsti per i prossimi 10 anni.

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ECCELLENZA SCIENTIFICA - Azioni Marie Skłodowska-Curie

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Promuovere l'innovazione attraverso l'arricchimento reciproco delle conoscenze

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ECCELLENZA SCIENTIFICA - Tecnologie emergenti future (TEF)

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Wystarczy jedna molekuła, by dokonać zmiany

Naukowcy wykorzystali impulsy laserowe, aby sprawić, że specjalna cząsteczka węgla będzie przełączać drogę elektronu w przewidywalny sposób.

Po raz pierwszy w historii międzynarodowy zespół badawczy zademonstrował przełącznik wykonany z pojedynczej cząsteczki zwanej fullerenem. Naukowcy, wspierani po części przez finansowany ze środków Unii Europejskiej projekt PETACom, zdołali wykorzystać fulleren do przełączania ścieżki przychodzącego elektronu w sposób, który mogliby przewidzieć. Prowadzone przez nich http://journals.aps.org/prl/accepted/c607bYabG5e13784f19161f878cb957c762bf19f8 (badania) zostały opublikowane w czasopiśmie „Physical Review Letters”.

Co więc oznacza to w kontekście zastosowań w świecie rzeczywistym? Jak opisano w http://www.u-tokyo.ac.jp/focus/en/press/z0508_00282.html (komunikacie prasowym) zamieszczonym przez Uniwersytet Tokijski w Japonii, proces przełączania – wspomagany przez starannie dostrojony impuls laserowy – może być od trzech do sześciu rzędów wielkości szybszy niż przełączniki w mikrochipach. Rzeczywista prędkość zależy od zastosowanych impulsów laserowych. Oznacza to, że gdyby dzisiejsze przełączniki sieciowe zastąpić przełącznikami fullerenowymi, mogłoby to doprowadzić do powstania komputerów o możliwościach znacznie przekraczających te, które można uzyskać dzięki elektronicznym tranzystorom. Mogłoby to również doprowadzić do powstania urządzeń do obrazowania mikroskopowego o niezrównanym poziomie rozdzielczości.

„Udało nam się przejąć kontrolę nad sposobem, w jaki cząsteczka kieruje ścieżką przybywającego elektronu za pomocą bardzo krótkiego impulsu czerwonego światła laserowego”, stwierdza w komunikacie prasowym pierwszy autor badania, dr Hirofumi Yanagisawa z Instytutu Fizyki Stanów Stałych Uniwersytetu Tokijskiego. „W zależności od impulsu świetlnego elektron może pozostać na swoim domyślnym kursie lub zostać przekierowany w przewidywalny sposób. Przypomina to trochę przełączniki na torach kolejowych lub elektroniczny tranzystor, jednak w przypadku impulsów świetlnych odbywa się to o wiele szybciej. Sądzimy, że jesteśmy w stanie uzyskać prędkość przełączania o milion razy większą niż prędkość klasycznego tranzystora. A to może przełożyć się na realną wydajność w obliczeniach. Równie ważne jest to, że jeśli uda nam się dostroić laser tak, aby skłonić cząsteczkę fullerenu do przełączania się na wiele sposobów w tym samym czasie, może to być jak posiadanie wielu mikroskopijnych tranzystorów w jednej cząsteczce. To mogłoby zwiększyć złożoność systemu bez zwiększania jego fizycznych rozmiarów”.

Cząsteczka fullerenu to szereg atomów węgla tworzących sferę. Po umieszczeniu w punkcie metalu fullereny orientują się w szczególny sposób, który umożliwia im sterowanie elektronami w przewidywalny sposób. Impulsy laserowe emitowane z prędkością kwadrylionowych czy nawet kwintylionowych części sekundy w kierunku cząsteczek fullerenów wywołują emisję elektronów.

„Technika ta jest podobna do sposobu, w jaki mikroskop emisji fotoelektronów tworzy obrazy”, wyjaśnia dr Yanagisawa. „Mogą one jednak osiągnąć rozdzielczości w najlepszym wypadku w okolicach 10 nanometrów, czyli dziesięciomiliardowych części metra. Nasz przełącznik fullerenowy wzmacnia to i pozwala na uzyskanie rozdzielczości około 300 pikometrów, czyli trzystu trylionowych części metra”.

Wyniki uzyskane przy wsparciu projektu PETACom (Petahertz Quantum Optoelectronic Communication) torują drogę przełącznikom, które wykonują zadania obliczeniowe znacznie szybciej niż dzisiejsze mikroprocesory. Zanim jednak zobaczymy technologię opartą na przełącznikach fullerenowych w naszych komputerach, trzeba jeszcze pokonać wiele przeszkód.

Więcej informacji:
http://petacom.bitrix24.site/ (strona projektu PETACom)

Na podstawie informacji uzyskanych z projektu i komunikatów prasowych

PETACom, fulleren, cząsteczka, węgiel, elektron, przełącznik, laser, komputer

Gospodarka cyfrowa

Badania podstawowe

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Wykorzystanie pełnego potencjału polimerów przewodzących w dziedzinie optoelektroniki

Szybki i łatwy sposób na dostosowanie fotoluminescencji i przewodności elektrycznej polimerów organicznych umożliwia opracowanie innowacyjnych technologii dla wszelkiego rodzaju zastosowań optycznych, elektronicznych i optoelektronicznych.

Technologie przemysłowe

Wynik w skrócie

Artykuł: typowe i pogłębione

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Projekt

Karty informacji o projektach

kwasy organiczne

/nauki przyrodnicze/nauki chemiczne/chemia organiczna/kwasy organiczne

nauka o polimerach

/nauki przyrodnicze/nauki chemiczne/nauka o polimerach

halogeny

/nauki przyrodnicze/nauki chemiczne/chemia nieorganiczna/halogeny

metaloidy

/nauki przyrodnicze/nauki chemiczne/chemia nieorganiczna/metaloidy

model matematyczny

/nauki przyrodnicze/matematyka/matematyka stosowana/model matematyczny

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Odkrycie wydajnego źródła niskoenergetycznych elektronów

Naukowcom korzystającym ze wsparcia UE po raz pierwszy udało się zaobserwować proces powstawania i rozpadu solwatowanego dielektronu.

Badania podstawowe

Wiadomości

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Postępy naukowe

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Projekt

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chemia radiacyjna

/nauki przyrodnicze/nauki chemiczne/chemia jądrowa/chemia radiacyjna

fotony

/nauki przyrodnicze/nauki fizyczne/fizyka teoretyczna/fizyka cząstek elementarnych/fotony

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Hurtownia danych naukowych BRT

Chłodzenie układów fotonicznych

Miniaturyzacja elementów optoelektronicznych do rozmiarów kompatybilnych z urządzeniami opartymi na układach krzemowych wymaga odprowadzania wytwarzanego przez nie ciepła. W ramach finansowanego przez Unię Europejską projektu naukowcy zaprezentowali nowatorskie inteligentne systemy, które mogą stanowić rozwiązanie problemów termicznych towarzyszących tej intensywnej integracji.

Gospodarka cyfrowa

Technologie przemysłowe

Wynik w skrócie

Artykuł: typowe i pogłębione

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optoelektronika

/nauki przyrodnicze/nauki fizyczne/elektromagnetyzm i elektronika/optoelektronika

inżynieria termodynamiczna

/inżynieria i technologia/przemysł maszynowy/inżynieria termodynamiczna

powłoki

/inżynieria i technologia/inżynieria materiałowa/powłoki

czujniki

/inżynieria i technologia/inżynieria elektryczna, inżynieria elektroniczna, inżynieria informatyczna/inżynieria elektroniczna/czujniki

metaloidy

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Hurtownia danych naukowych BRT

© ECS Journal of Solid State Science and Technology

Następna generacja półprzewodników rewolucjonizuje technologie fotowoltaiczne i oświetleniowe

Naukowcy odkryli osobliwe właściwości kwantowe nowej klasy materiałów hybrydowych. Ich badania mogą doprowadzić do powstania szeregu nowych zastosowań dotyczących urządzeń.

Energia

Wiadomości

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kryształy

/inżynieria i technologia/inżynieria materiałowa/kryształy

urządzenie półprzewodnikowe

/nauki przyrodnicze/nauki fizyczne/elektromagnetyzm i elektronika/urządzenie półprzewodnikowe

fizyka laserów

/nauki przyrodnicze/nauki fizyczne/optyka/fizyka laserów

fotony

spektroskopia

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Organiczna technologia fotowoltaiczna doceniona przez unijny Radar Innowacji

Trzy innowacyjne rozwiązania opracowane przy wsparciu UE zostały docenione przez unijny Radar Innowacji. Te przełomowe technologie zwiększają możliwości organicznych ogniw fotowoltaicznych (ang. organic photovoltaic, OPV).

Technologie przemysłowe

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/inżynieria i technologia/przemysł maszynowy/inżynieria produkcji

optoelektronika

automatyzacja

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czujniki

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optoelektronika

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DOSKONAŁA BAZA NAUKOWA - Przyszłe i Powstające Technologie (FET)

Podstawa prawna

Program: podstawa prawna finansowania badań

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Temat

Program: część programu prac Komisji wdrażającego podstawę prawną

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FET Open

Podstawa prawna

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Webinar sul calcolo ad alte prestazioni a vantaggio della ricerca e dell’industria in Europa e America latina

Un progetto sostenuto dall’UE ha organizzato una serie di webinar sui sistemi e sugli strumenti di calcolo ad alte prestazioni (HPC, High-Performance Computing), dedicati a ricercatori, innovatori e altri soggetti interessati in Europa e America latina.

Grazie all’intelligenza artificiale e all’Internet degli oggetti, l’HPC si è esteso all’industria, al settore sanitario e all’economia. Per poter competere sui mercati globali, è fondamentale che tutte le regioni effettuino investimenti sostanziali nell’HPC al fine di massimizzarne i vantaggi di ampia portata. Questo obiettivo può essere raggiunto solo attraverso il coordinamento e la condivisione delle capacità.

Un esempio di tale sinergia è lo scambio tra le comunità di ricerca e industriali europee e latino-americane, che concentrano l’attenzione in particolare sulle applicazioni dell’HPC e sull’introduzione di infrastrutture. Il progetto RISC2, finanziato dall’UE, sta promuovendo lo scambio di migliori prassi nell’ambito del calcolo ad alte prestazioni. Inoltre, si propone di dare slancio al settore HPC in America latina e di stimolare l’interazione tra ricercatori innovatori di entrambe le regioni che hanno accesso a conoscenze e strumenti per lo sviluppo e l’utilizzo di servizi basati su tale tecnologia. A tal fine, il progetto ha riunito otto attori chiave europei del settore HPC con gli interlocutori principali di Argentina, Brasile, Cile, Colombia, Costa Rica, Messico e Uruguay.

Agevolare la formazione e l’accesso alle infrastrutture e agli strumenti HPC

RISC2 ha lanciato una https://www.risc2-project.eu/2022/07/26/1st-webinar-series-hpc-system-tools/ (serie di webinar gratuiti incentrati sull’HPC) con l’obiettivo di presentare tecniche e strumenti all’avanguardia dedicati all’installazione e alla manutenzione delle infrastrutture hardware e software HPC. «Nel contesto di RISC2 stiamo già compiendo ottimi progressi nel condividere l’esperienza e le conoscenze in ambito HPC tra l’America latina e l’UE», commenta in un https://www.hpcwire.com/off-the-wire/risc2-project-hosts-hpc-webinars-for-europe-and-latin-america/ (articolo) pubblicato su «HPCwire» Fabrizio Gagliardi, consulente senior in ambito di strategia presso il Barcelona Supercomputing Center, organizzazione coordinatrice del progetto. «Questi webinar sono un modo per diffondere le nostre conoscenze e competenze collettive su entrambe le sponde dell’Atlantico.»

Ogni webinar ha una durata compresa tra 30 e 40 minuti ed è seguito da una discussione moderata con il pubblico, della durata massima di 15 minuti. Ogni sessione deve essere registrata e vede la partecipazione di esperti internazionali nell’ambito HPC in qualità di relatori e moderatori. Tutte le registrazioni e i relativi materiali sono disponibili sul sito web di RISC2.

Il primo webinar, https://www.risc2-project.eu/events/1st-webinar-series-hpc-system-tools/ («Getting Scientific Software Installed: From EasyBuild to EESSI») («Installare software scientifici: da EasyBuild all’EESSI»), si è tenuto il 24 agosto. Altri tre sono in programma tra settembre e dicembre: https://www.risc2-project.eu/events/webinar-2-interactive-high-performance-computing-with-jupyterlab/ («Interactive High-Performance Computing with JupyterLab») («Calcolo ad alte prestazioni interattivo con JupyterLab») il 21 settembre, https://www.risc2-project.eu/events/webinar-3-application-benchmarking-with-jube-lessons-learned/ («Application Benchmarking with JUBE: Lesson Learned) («Benchmarking delle applicazioni con JUBE: lezioni apprese») il 19 ottobre e, infine, https://www.risc2-project.eu/events/webinar-4-hpc-system-and-job-monitoring-with-llview/ («HPC system and job monitoring with LLview») («Monitoraggio di sistema e dei lavori con HPC tramite LLview»), in programma per il 7 dicembre. Ulteriori eventi formativi online sono previsti per il 2023.

RISC2 (A network for supporting the coordination of High-Performance Computing research between Europe and Latin America) sta instaurando una rete che permetta all’Europa e all’America latina di coordinare meglio la ricerca in ambito HPC tra le due regioni e fornirà politiche coordinate di lungo termine, nonché un piano d’azione concreto. Il progetto volgerà al termine a giugno 2023.

Per maggiori informazioni, consultare:
https://www.risc2-project.eu/ (sito web del progetto RISC2)

Sulla base di informazioni relative al progetto e segnalazioni dei media

RISC2, calcolo ad alte prestazioni, HPC, America latina, webinar

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Stimolare il potenziale di ricerca e innovazione dell’UE tramite un ecosistema computazionale d’avanguardia

Diversi progetti scientifici, che spaziano dall’ambito sismologico a quello crittografico, stanno dando i loro frutti grazie all’accesso a sistemi computazionali ad alte prestazioni (HPC) di prim’ordine presenti in Europa.

Economia digitale

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Progressi scientifici

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/ingegneria e tecnologia/ingegneria elettrica, ingegneria elettronica, ingegneria informatica/ingegneria elettronica/hardware/supercomputer

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Desiderate diventare fra i maggiori esperti europei di supercalcolo?

Siete interessati a conseguire un master riconosciuto a livello mondiale in calcolo ad alte prestazioni (HPC, high-performance computing)? Un progetto sostenuto dall’UE ha appena lanciato un invito a presentare candidature.

Economia digitale

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Progressi scientifici

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Promuovere l’innovazione nel calcolo ad alte prestazioni nelle piccole e medie imprese europee

In che modo è possibile incrementare la competitività delle PMI europee? Il secondo invito a presentare proposte lanciato da un progetto finanziato dall’UE offre alle PMI innovative l’opportunità di accedere alle tecnologie correlate al calcolo ad alte prestazioni.

Economia digitale

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ecosistemi

supercomputer

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Magazzino dati della ricerca RTS

Sviluppo di un sistema innovativo per sfruttare appieno il potenziale dei supercomputer

Un’iniziativa dell’UE ha progettato e sviluppato una piattaforma informatica basata su una nuova tecnologia di memoria. La piattaforma contribuirà a migliorare le prestazioni di ingresso/uscita (I/O) dei sistemi di calcolo ad alte prestazioni (HPC).

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/scienze naturali/informatica e scienze dell'informazione/software/software applicativi/software di sistema/sistemi operativi

progettazione architettonica

megadati

/scienze naturali/informatica e scienze dell'informazione/scienza dei dati/megadati

supercomputer

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hardware

informatica e scienze dell'informazione

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Programma: Base giuridica per il finanziamento della ricerca

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Programma: Parte del programma di lavoro della Commissione per l'attuazione della base giuridica

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Un outil virtuel pour traiter l’épilepsie

Une technique de modélisation personnalisée du cerveau, mise au point avec le soutien de l’UE, s’avère prometteuse pour détecter les zones du cerveau susceptibles de provoquer des crises d’épilepsie.

Des chercheurs de l’Human Brain Project (HBP) ont mis au point des méthodes avancées de modélisation du cerveau qui pourraient aider les médecins à identifier de manière plus fiable le point de départ des crises d’épilepsie dans le cerveau et, par conséquent, à améliorer les pronostics chirurgicaux. Réalisée avec le soutien du projet HBP SGA3 financé par l’UE, cette approche de modélisation personnalisée du cerveau est décrite dans un http://www.science.org/doi/10.1126/scitranslmed.abp8982 (article de recherche) publié dans «Science Translational Medicine».

Les médicaments sont en grande partie, voire totalement, inefficaces pour contrôler les crises chez environ un tiers des personnes épileptiques. Pour ce groupe de patients, l’ablation chirurgicale de la zone épileptogène — la partie du cerveau d’où sont issues les crises — est le seul traitement potentiellement efficace. Cependant, malgré le recours croissant aux explorations invasives au cours des deux dernières décennies, les pronostics ne se sont que modestement améliorés. Actuellement, le taux de réussite de la chirurgie est de 60 %.

Pour construire et simuler des modèles personnalisés de réseaux cérébraux, l’équipe de recherche a fait appel à une plateforme en libre accès baptisée http://ebrains.eu/service/the-virtual-brain/ (The Virtual Brain (TVB)), un service de simulation disponible par le biais de http://ebrains.eu/ (l’infrastructure de recherche numérique EBRAINS) alimentée par le HBP cofinancé par l’UE. La TVB a été développée par le Dr Viktor Jirsa, scientifique du HBP, de l’université d’Aix-Marseille, en France, partenaire du projet HBP SGA3, et des collaborateurs.

Cette technologie permet de simuler la façon dont l’activité anormale se propage dans le cerveau d’un patient pendant une crise d’épilepsie. Cela permet aux cliniciens de détecter de manière plus fiable les zones cibles d’une intervention chirurgicale. Comme l’indique un http://www.humanbrainproject.eu/en/follow-hbp/news/2023/01/26/personalised-brain-modeling-technique-may-lead-breakthroughs-clinical-epilepsy-trial/ (article) publié sur le site Web du HBP, les modèles informatiques de chaque patient sont créés à partir de «données anatomiques, de connectivité structurelle et de dynamique cérébrale mesurées individuellement». Les simulations personnalisées proposent en substance un patient épileptique virtuel (PEV) adapté à chaque patient réel. Selon l’article, l’approche a été testée dans le cadre de plusieurs études rétrospectives, dont la plus récente http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1111/epi.17310 (communication) a été publiée dans la revue «Epilepsia».

La PEV est le premier modèle informatique permettant d’estimer l’étendue et l’organisation du réseau de la zone épileptogène. Il fait également preuve d’une bonne précision dans la détection des zones cibles par rapport aux approches actuelles de pointe sans modèle. Il peut en outre fournir des informations sur les régions du cerveau non échantillonnées par des électrodes implantées chirurgicalement.

L’approche de modélisation personnalisée du cerveau est actuellement testée dans le cadre d’un essai clinique à grande échelle en tant qu’outil prédictif de préparation à la chirurgie. L’essai devrait durer jusqu’en 2025.

Les chercheurs exploitent l’infrastructure EBRAINS pour améliorer encore le pouvoir prédictif de l’outil à l’aide de nouvelles données à haute résolution provenant de l’atlas du cerveau humain du HBP. «La neuromédecine informatique doit intégrer des données cérébrales à haute résolution et la spécificité des patients», déclare Viktor Jirsa. «Notre approche s’appuie fortement sur les technologies de recherche d’EBRAINS et n’aurait pu être possible que dans le cadre d’un projet collaboratif à grande échelle tel que le HBP.» Le projet HBP SGA3 (Human Brain Project Specific Grant Agreement 3) s’achève en septembre 2023.

Pour plus d’informations, veuillez consulter:
http://www.humanbrainproject.eu/en/ (site Web du projet Human Brain Project)

D’après des informations communiquées par le projet et des communiqués de presse

HBP SGA3, cerveau, épilepsie, modélisation du cerveau, crise, épilepsie, zone épileptogène

Économie numérique

Santé

Actualités

Article: actualités

Progrès scientifiques

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Les modèles organoïdes cérébraux des infections virales offrent un aperçu du développement du cerveau humain

La façon dont le cerveau humain se développe est une question fondamentale pour la neurobiologie. Comme les organoïdes cérébraux peuvent reproduire ce processus, un projet les a utilisés pour comprendre comment les infections virales peuvent altérer le développement du cerveau humain, avec l’espoir de découvrir de nouvelles thérapies antivirales.

Santé

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Article: classique et amélioré

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médecine fœtale

/sciences médicales et de la santé/médecine clinique/obstétrique/médecine fœtale

cellule souche

/sciences médicales et de la santé/biotechnologie médicale/technologies cellulaires/cellule souche

embryologie

/sciences médicales et de la santé/médecine clinique/embryologie

virus à ADN

/sciences médicales et de la santé/sciences de la santé/maladie infectieuse/virus à ADN

antiviral

/sciences médicales et de la santé/médecine fondamentale/pharmacologie et pharmacie/produit pharmaceutique/antiviral

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© IMBA - Institute of Molecular Biotechnology of the Austrian Academy of Sciences

Apporter un éclairage sur le cerveau humain

Des chercheurs soutenus par l’UE ont mis au point un modèle 3D à taille réelle de l’hippocampe humain.

Économie numérique

Santé

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Progrès scientifiques

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neurobiologie

science des données

/sciences naturelles/informatique et science de l'information/science des données

logiciel

/sciences naturelles/informatique et science de l'information/logiciel

science informatique

/sciences naturelles/informatique et science de l'information/science informatique

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Fiches d'information du projet

neurosciences cognitives

/sciences naturelles/sciences biologiques/neurobiologie/neurosciences cognitives

bases de données

/sciences naturelles/informatique et science de l'information/bases de données

révolution

/sciences sociales/science politique/transition politique/révolution

neurosciences computationnelles

/sciences naturelles/sciences biologiques/neurobiologie/neurosciences computationnelles

robotique

/ingénierie et technologie/génie électrique, génie électronique, génie de l’information/ingénierie électronique/robotique

CORDA

Centrale de données de la recherche RTD

Les drosophiles, minuscules mais étonnamment intelligentes

Le cerveau des drosophiles est capable de choses normalement uniquement associées aux mammifères. Selon une nouvelle étude, ces minuscules insectes possèdent des capacités d’attention, de mémoire de travail et de conscience.

Économie numérique

Recherche fondamentale

Actualités

Article: actualités

Progrès scientifiques

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Projet

Fiches d'information du projet

neurosciences cognitives

bases de données

révolution

neurosciences computationnelles

robotique

CORDA

Centrale de données de la recherche RTD

Le langage est-il la porte d’entrée vers les secrets du cerveau?

L’informaticien théoricien Christos Papadimitriou présente ses idées sur le rôle du langage dans la compréhension du cerveau à l’occasion du 7e Summit & Open Day (sommet et journée portes ouvertes) du Human Brain Project. CORDIS y a assisté.

Économie numérique

Santé

Actualités

Article: actualités

Couverture d'évènements

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Projet

Fiches d'information du projet

intelligence artificielle

neurosciences cognitives

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Cartographier le cerveau humain pour une meilleure compréhension de ses fonctions et des maladies qui le touchent

Une équipe de scientifiques a développé un atlas 3D du cerveau qui relie des données concernant ses différentes caractéristiques.

Santé

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neurosciences cognitives

bases de données

révolution

neurosciences computationnelles

robotique

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Brainstorming à Athènes dans le cadre du Human Brain Project

Le 7 sommet du Human Brain Project s’est ouvert à Athènes le 3 février 2020 pour une semaine d’informations incroyables dédiées à la recherche sur l’organe le plus complexe du corps. CORDIS y a assisté.

Économie numérique

Santé

Actualités

Article: actualités

Couverture d'évènements

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intelligence artificielle

neurosciences cognitives

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La simulation cérébrale optimisée accessible à tous

Sur un ordinateur portable ou un supercalculateur, les scientifiques qui étudient les réseaux neuronaux ont désormais accès à un simulateur de cerveau amélioré grâce à une infrastructure de recherche numérique paneuropéenne.

Économie numérique

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Article: actualités

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Fiches d'information du projet

neurosciences cognitives

bases de données

révolution

neurosciences computationnelles

robotique

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Quantifier la conscience humaine à l’aide de l’IA

Des chercheurs ont employé des technologies d’apprentissage profond pour mesurer les changements dans la conscience des personnes pendant le sommeil, l’anesthésie générale et les lésions cérébrales graves.

Économie numérique

Recherche fondamentale

Actualités

Article: actualités

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Fiches d'information du projet

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Fiches d'information du projet

neurosciences cognitives

bases de données

révolution

neurosciences computationnelles

robotique

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Anticiper l’avenir des neurosciences numériques

Un article récemment publié examine la manière dont les neurosciences numériques se sont développées, où elles en sont aujourd’hui et les avancées envisagées pour les dix prochaines années.

Santé

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Fiches d'information du projet

neurosciences cognitives

bases de données

révolution

neurosciences computationnelles

robotique

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neurobiologie

logiciel

écosystème

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De la souris à I’humain: Utiliser de minuscules modèles de cerveau humain pour étudier l’autisme

Des scientifiques soutenus par l’UE ont utilisé des modèles miniatures simplifiés du cerveau humain pour comprendre comment les mutations d’un gène associé à un risque élevé d’autisme affectent le développement du cerveau.

Santé

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Article: actualités

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Fiches d'information du projet

biologie du développement

/sciences naturelles/sciences biologiques/biologie du développement

gestion de crise

/sciences sociales/sociologie/gouvernance/gestion de crise

apprentissage automatique

/sciences naturelles/informatique et science de l'information/intelligence artificielle/apprentissage automatique

toxicologie

/sciences médicales et de la santé/médecine fondamentale/toxicologie

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Fiches d'information du projet

neurobiologie

mutation

pathologie

/sciences médicales et de la santé/médecine fondamentale/pathologie

amines

/sciences naturelles/sciences chimiques/chimie organique/amines

neurologie

/sciences médicales et de la santé/médecine fondamentale/neurologie

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Fiches d'information du projet

neurosciences cognitives

bases de données

révolution

neurosciences computationnelles

robotique

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EXCELLENCE SCIENTIFIQUE - Technologies futures et émergentes (FET)

Base juridique

Programme: Base juridique pour le financement de la recherche

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Thème

Programme: Partie du programme de travail de la Commission mettant en œuvre la base juridique

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Base juridique

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Intriquer des ions piégés à plus de 200 mètres de distance

Des travaux de recherche soutenus par l’UE montrent que les ions piégés constituent une plateforme prometteuse pour les réseaux quantiques à longue distance.

Il ne s’agit pas de seulement un ou deux mètres, mais bien de 230 mètres: voilà la distance sur laquelle des chercheurs soutenus par le projet QIA, financé par l’UE, ont réussi à intriquer deux ions. La réussite de cette intrication à longue distance montre que les ions piégés pourraient servir à créer des réseaux quantiques s’étendant sur des villes entières et, ultérieurement, à travers des continents. L’expérience est décrite dans une http://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.130.050803 (étude) publiée dans la revue «Physical Review Letters».

Dans l’informatique quantique à ions piégés, les ions — des atomes portant une charge électrique — sont en suspension et confinés dans des champs électromagnétiques en tant que bits quantiques, ou qubits. Les qubits à ions piégés sont prometteurs pour les applications d’information quantique, mais pour construire des réseaux quantiques, les états quantiques délicats des qubits doivent pouvoir être partagés sur de longues distances. L’équipe de recherche dirigée par la professeure Tracy Northup et le Dr Ben Lanyon, affiliés à l’université d’Innsbruck, partenaire autrichien du projet QIA, vient de montrer que la chose était faisable en intriquant deux ions piégés situés dans des bâtiments différents.

Comme l’indique un http://quantum-internet.team/2023/02/06/qia-researchers-successfully-entangle-two-ions-230-meters-apart/?cn-reloaded=1 (article) publié sur le site web du projet QIA, l’équipe avait auparavant piégé des ions dans des cavités optiques afin de pouvoir transférer efficacement des informations quantiques à des particules de lumière (photons). Les photons avaient ensuite pu être transmis par l’intermédiaire de fibres optiques pour connecter des ions situés à différents endroits.

Pour leur nouvelle expérience, les chercheurs ont installé les deux systèmes quantiques dans deux laboratoires différents du Campus Technik de l’université d’Innsbruck. L’un des systèmes se trouvait dans le bâtiment du département de physique expérimentale de l’université, et l’autre dans le bâtiment qui abrite l’Institut d’optique quantique et d’information quantique de l’Académie autrichienne des sciences.

«Jusqu’à présent, les ions piégés n’étaient intriqués les uns avec les autres que sur une distance de quelques mètres, à l’intérieur du même laboratoire», indique Ben Lanyon dans l’article. «Par ailleurs, ces résultats avaient été obtenus en utilisant des systèmes de contrôle partagés et des photons (particules de lumière) dont les longueurs d’onde n’étaient pas adaptées pour voyager sur des distances beaucoup plus longues.»

Grâce à des années de recherche, les scientifiques ont réussi à intriquer deux ions de part et d’autre du campus. «Pour y parvenir, nous avons envoyé des photons individuels intriqués avec les ions sur un câble à fibre optique de 500 mètres, et les avons superposés les uns sur les autres, procédant à un échange d’intrication avec les deux ions distants», explique Tracy Northup. «Nos résultats montrent que les ions piégés constituent une plateforme prometteuse pour mettre au point les futurs réseaux distribués d’ordinateurs quantiques, de capteurs quantiques et d’horloges atomiques.»

L’objectif à long terme de la QIA (Quantum Internet Alliance) consiste à mettre en place un internet quantique mondial conçu en Europe qui permettra des communications quantiques entre deux points quelconques de la planète. En vue de se rapprocher de cet objectif, elle a réuni 40 universités, entreprises et organismes de recherche européens de premier plan. Le projet se termine en 2026.

Pour plus d’informations, veuillez consulter:
http://quantum-internet.team/ (site web du projet QIA)

QIA, ion, quantique, réseau quantique, information quantique, ion piégé, photon, qubit, intrication

Économie numérique

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Progrès scientifiques

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La photonique révolutionne le traitement des images

Des chercheurs soutenus par l’UE examinent l’évolution du paysage des réseaux neuronaux convolutifs photoniques intégrés et présentent deux approches alternatives pour dépasser les performances de pointe.

Économie numérique

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Progrès scientifiques

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Projet

Fiches d'information du projet

métalloïde

/sciences naturelles/sciences chimiques/chimie inorganique/métalloïde

apprentissage automatique

intelligence de calcul

/sciences naturelles/informatique et science de l'information/intelligence artificielle/intelligence de calcul

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Projet

Fiches d'information du projet

vision par ordinateur

/sciences naturelles/informatique et science de l'information/intelligence artificielle/vision par ordinateur

métalloïde

physique des lasers

/sciences naturelles/sciences physiques/optique/physique des lasers

intelligence de calcul

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Un commutateur optique sans chaleur fait progresser la technologie de l’informatique quantique

Une nouvelle méthode de contrôle des photons uniques sans production de chaleur permet l’intégration de commutateurs optiques et de détecteurs de photons uniques dans une seule puce.

Économie numérique

Actualités

Article: actualités

Progrès scientifiques

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Projet

Fiches d'information du projet

optique

dispositif à semiconducteur

/sciences naturelles/sciences physiques/électromagnétisme et électronique/dispositif à semiconducteur

photons

/sciences naturelles/sciences physiques/physique théorique/physique des particules/photons

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L’échange d’intrication hybride: un bond en avant dans les communications quantiques

L’intrication quantique devient de plus en plus étrange, et c’est une bonne nouvelle pour ceux qui entendent exploiter son potentiel. Une étude financée par l’UE vient de démontrer l’existence de nouvelles formes d’intrication des photons, repoussant les frontières de la communication et du traitement de l’information quantiques.

Économie numérique

Recherche fondamentale

Résultat en bref

Article: classique et amélioré

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Fiches d'information du projet

cryptographie

/sciences naturelles/informatique et science de l'information/sécurité informatique/cryptographie

réseau optique

/ingénierie et technologie/génie électrique, génie électronique, génie de l’information/ingénierie de l’information/télécommunication/réseau de télécommunications/réseau optique

optique

optique quantique

/sciences naturelles/sciences physiques/physique quantique/optique quantique

photons

CORDA

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Vers l’imagerie de phase améliorée par les quanta

Une nouvelle étude soutenue par l’UE décrit une technologie utilisant les corrélations quantiques pour améliorer l’imagerie de phase de manière non interférométrique.

Technologies industrielles

Actualités

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Fiches d'information du projet

gestion de l’innovation

/sciences sociales/économie et affaires/entreprise et gestion/gestion de l’innovation

cryptographie

calculateur quantique

/ingénierie et technologie/génie électrique, génie électronique, génie de l’information/ingénierie électronique/matériel informatique/calculateur quantique

capteurs

/ingénierie et technologie/génie électrique, génie électronique, génie de l’information/ingénierie électronique/capteurs

écosystème

superconducteur

/sciences naturelles/sciences physiques/électromagnétisme et électronique/superconducteur

CORDA

Centrale de données de la recherche RTD

Battre le record de longue distance pour les communications quantiques

Une société du secteur des technologies informatiques, soutenue par l’UE, a démontré l’efficacité des communications quantiques sur des fibres optiques de plus de 600 km de long, ce qui constitue un pas de plus vers l’Internet quantique.

Économie numérique

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Fiches d'information du projet

fibres

/ingénierie et technologie/ingénierie des materiaux/fibres

logiciel

cryptographie

emploi

/sciences sociales/économie et affaires/entreprise et gestion/emploi

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Projet

Fiches d'information du projet

cryptographie

calculateur quantique

emploi

technologie radio

/ingénierie et technologie/génie électrique, génie électronique, génie de l’information/ingénierie de l’information/télécommunication/technologie radio

CORDA

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L’informatique quantique fait un pas en avant grâce aux nouveaux qubits‑trous

Des chercheurs financés par l’UE ont créé un nouveau système qubit prometteur basé sur les spins de trous en interaction qui sont confinés dans un nanodispositif quantique composé de silicium et de germanium.

Économie numérique

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Fiches d'information du projet

physique des particules

géométrie

métalloïde

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Fiches d'information du projet

calculateur quantique

dispositif à semiconducteur

géométrie

métalloïde

photons

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Alice envoie des informations quantiques à Charlie

Des scientifiques ont réalisé une téléportation dans un réseau quantique à trois nœuds, un élément majeur des futures constructions de réseaux quantiques.

Économie numérique

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Fiches d'information du projet

internet

/sciences naturelles/informatique et science de l'information/internet

physique quantique

calculateur quantique

distillation

/ingénierie et technologie/génie chimique/technologies de séparation/distillation

photons

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Fiches d'information du projet

logiciel

internet

calculateur quantique

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Peut-on prévenir les cyberattaques quantiques? Une initiative de l’UE répond par l’affirmative et nous montre comment

Des scientifiques ont mis au point une technologie permettant de renforcer la sécurité des informations critiques dans les infrastructures de réseau modernes.

Économie numérique

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Fiches d'information du projet

développement logiciel

/sciences naturelles/informatique et science de l'information/logiciel/développement logiciel

réseau optique

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Fiches d'information du projet

logiciel

internet

calculateur quantique

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Thème

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Base juridique

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Conocer mejor el cerebro humano

Un grupo de investigadores respaldados por la Unión Europea ha desarrollado un modelo tridimensional a escala real del hipocampo humano.

Los investigadores de los proyectos financiados con fondos europeos http://www.humanbrainproject.eu/en/ (HBP SGA3) e https://cordis.europa.eu/project/id/800858/es (ICEI) han creado un nuevo modelo de alta resolución de la región Cornus Ammonis-1 (CA1) del lado derecho del hipocampo humano. Según el http://www.nature.com/articles/s43588-023-00417-2 (estudio) publicado en la revista «Nature Computational Science», este método computacional también podría utilizarse para generar modelos de andamiaje a escala real de otras regiones del cerebro humano a partir de imágenes obtenidas por microscopia.

El modelo reproduce la estructura y la arquitectura de la región CA1, así como la posición y la conectividad relativa de las neuronas. Asimismo, ha sido desarrollado a partir de un conjunto de datos completo de imágenes de alta resolución que está disponible en el Atlas http://bigbrainproject.org/ (BigBrain) y que pronto estará disponible en http://ebrains.eu/ (EBRAINS), una infraestructura digital de investigación creada por el Human Brain Project.

«El volumen de datos sobre neuronas individuales del cerebro humano es muy limitado, tanto en lo que respecta a las coordenadas tridimensionales relativas como a la conectividad entre neuronas», comenta Michele Migliore, autor principal del estudio y catedrático del Consejo Nacional de Investigación (Italia), socio de los proyectos HBP SGA3 e ICEI, en una http://www.humanbrainproject.eu/en/follow-hbp/news/2023/03/24/human-brain-project-researchers-develop-new-full-scale-3d-structural-model-human-hippocampus/ (noticia) publicada en el sitio web de Human Brain Project. «Hemos realizado operaciones de prospección de datos sobre imágenes de alta resolución del hipocampo humano, obtenidas de la base de datos BigBrain. La posición de las neuronas individuales se ha obtenido a partir de un análisis detallado de dichas imágenes».

El algoritmo de procesamiento de imágenes personalizado que ha sido desarrollado permite obtener una distribución realista de la posición de las neuronas. Como se explica en la noticia, también se creó un algoritmo para generar la conectividad neuronal aproximando las formas dendríticas y axonales. «Las dendritas y los axones pueden agruparse en categorías según la forma general de sus extensiones: por ejemplo, algunas corresponden a conos estrechos, otras tienen una extensión amplia y compleja que puede caracterizarse por volúmenes geométricos específicos, y la conectividad con las neuronas cercanas cambia en consecuencia», afirma la coautora, la doctora Daniela Gandolfi de la Universidad de Pavía (Italia), socia de los proyectos HBP SGA3 e UCEI.«Nuestro algoritmo analiza imágenes de alta resolución y, después de crear formas geométricas específicas para asociarlas a propiedades morfológicas, nos permite calcular la probabilidad de que dos neuronas estén conectadas. El método proporciona no solo el posicionamiento tridimensional de las neuronas, sino también su conectividad».

Para validar su modelo tridimensional, los investigadores compararon la densidad de neuronas del modelo con estudios actuales sobre el hipocampo, y comprobaron que coincidían. Tanto el conjunto de datos como la metodología de extracción se encuentran en la plataforma EBRAINS. «Nuestro principal objetivo con este estudio era poner los datos a disposición del Human Brain Project y de la comunidad neurocientífica en general. Ahora usamos la misma metodología para modelizar otras regiones del cerebro». Los proyectos HBP SGA3 (Human Brain Project Specific Grant Agreement 3) e ICEI (Interactive Computing E-Infrastructure for the Human Brain Project) finalizan en septiembre de 2023.

Para más información, consulte:
http://www.humanbrainproject.eu/en/ (Sitio web del Human Brain Project)
http://ebrains.eu/ (Sitio web del proyecto EBRAINS)

Basado en información del proyecto y en artículos aparecidos en medios de comunicación

HBP SGA3, ICEI, Human Brain Project, HBP, humano, cerebro, hipocampo, neurona

Economía digital

Salud

Noticias

Artículo: noticias

Avances científicos

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Una herramienta virtual para el tratamiento de la epilepsia

Una técnica de modelización encefálica personalizada y desarrollada con fondos europeos tiene el potencial de detectar las zonas del encéfalo que generan convulsiones.

Economía digital

Salud

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neurociencia cognitiva

/ciencias naturales/ciencias biológicas/neurobiología/neurociencia cognitiva

base de datos

/ciencias naturales/informática y ciencias de la información/base de datos

revoluciones

/ciencias sociales/ciencias políticas/transiciones políticas/revoluciones

neurociencia computacional

/ciencias naturales/ciencias biológicas/neurobiología/neurociencia computacional

robótica

/ingeniería y tecnología/ingeniería eléctrica, ingeniería electrónica, ingeniería de la información/ingeniería electrónica/robótica

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Almacén de datos de IDT

La mosca del vinagre: pequeña pero increíblemente inteligente

El cerebro de la mosca del vinagre desempeña funciones que, por lo general, se asocian solo con el de los mamíferos. Según un nuevo estudio, este pequeño insecto posee capacidades de atención, memoria de trabajo y conciencia.

Economía digital

Investigación fundamental

Noticias

Artículo: noticias

Avances científicos

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Fichas informativas de proyectos

neurociencia cognitiva

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neurociencia computacional

robótica

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Almacén de datos de IDT

Facilitar la investigación en neurociencia con «software» de código abierto

Un nuevo «software» de código abierto para la simulación y el análisis de modelos de la red encefálica está reduciendo las barreras de la investigación en neurociencia, mediante la simulación encefálica como servicio en la nube.

Economía digital

Noticias

Artículo: noticias

Avances científicos

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Fichas informativas de proyectos

neurociencia cognitiva

base de datos

revoluciones

neurociencia computacional

robótica

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Almacén de datos de IDT

Mapear el cerebro humano para entender mejor sus funciones y enfermedades

Un equipo de científicos ha desarrollado un atlas en 3D del cerebro que vincula datos sobre sus distintas funciones.

Salud

Noticias

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Avances científicos

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neurociencia cognitiva

base de datos

revoluciones

neurociencia computacional

robótica

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Almacén de datos de IDT

Permitir una simulación encefálica optimizada para todos

Los científicos que investigan las redes neuronales, tanto con un portátil como con un superordenador, ya pueden acceder a un simulador encefálico mejorado gracias a una infraestructura de investigación paneuropea digital.

Economía digital

Noticias

Artículo: noticias

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revoluciones

neurociencia computacional

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Propiciar el desarrollo de los implantes neuronales inalámbricos del futuro

El equipo del proyecto europeo IoN ha concebido la tecnología de alimentación inalámbrica por ultrasonidos más pequeña y con menor consumo energético para implantes médicos.

Tecnologías industriales

Salud

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neurociencia cognitiva

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/ciencias médicas y de la salud/medicina clínica/cirugía

sensores

/ingeniería y tecnología/ingeniería eléctrica, ingeniería electrónica, ingeniería de la información/ingeniería electrónica/sensores

radiotecnología

/ingeniería y tecnología/ingeniería eléctrica, ingeniería electrónica, ingeniería de la información/ingeniería de la información/telecomunicación/radiotecnología

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Almacén de datos de IDT

De ratones a hombres: unos modelos de cerebro humano diminutos para estudiar el autismo

Científicos respaldados por la Unión Europea han utilizado modelos simplificados en miniatura del cerebro humano para entender cómo las mutaciones en un gen relacionado con un alto riesgo de provocar autismo afectan al desarrollo del cerebro.

Salud

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/ciencias naturales/ciencias biológicas/biología del desarrollo

gestión de crisis

/ciencias sociales/sociología/gobernanza/gestión de crisis

aprendizaje automático

/ciencias naturales/informática y ciencias de la información/inteligencia artificial/aprendizaje automático

toxicología

/ciencias médicas y de la salud/medicina básica/toxicología

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/ciencias médicas y de la salud/medicina básica/patología

aminas

/ciencias naturales/ciencias químicas/química orgánica/aminas

neurología

/ciencias médicas y de la salud/medicina básica/neurología

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software

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ciencias de la computación

/ciencias naturales/informática y ciencias de la información/ciencias de la computación

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Tema

Programa: parte del programa de trabajo de la Comisión para aplicar el fundamento jurídico

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Almacén de datos de IDT

CIENCIA EXCELENTE - Infraestructuras de investigación

Fundamento jurídico

Programa: fundamento jurídico para la financiación de investigación

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CIENCIA - Tecnologías Futuras y Emergentes (FET)

Fundamento jurídico

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Tema

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FET Flagships

Fundamento jurídico

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Unos conversores de color diminutos ponen al alcance de la mano los pequeños dispositivos basados en láseres

Científicos respaldados por la Unión Europea emplearon un material de grosor atómico para diseñar un dispositivo que puede cambiar el color de los haces láser.

Los láseres han llegado a ser omnipresentes a lo largo de los años. Se aprovechan bien en miles de aplicaciones que representan todas las partes de la sociedad moderna, desde la medicina a las fuerzas de seguridad. Los dispositivos actuales son cada vez más compactos y, por ende, los componentes son más pequeños. El procesamiento con láser está revolucionando la fabricación de semiconductores y esto propicia que las tecnologías sean más pequeñas y finas.

Gracias a unos investigadores respaldados en parte por el proyecto GrapheneCore3, financiado con fondos europeos, los dispositivos van camino de ser considerablemente menores. «Unos sesenta años después de su invención, los láseres han transformado por completo nuestras vidas», comenta el doctor Giulio Cerullo, investigador de óptica no lineal en el Politecnico di Milano (Italia), entidad socia del proyecto, en una https://www.eurekalert.org/news-releases/962423 (nota de prensa) publicada en «EurekAlert!».

Demostración del potencial de los materiales bidimensionales

Junto con un equipo de científicos de la Universidad de Columbia (Estados Unidos), Cerullo investigó un material bidimensional llamado disulfuro de molibdeno (MoS2). Se trata de un material prometedor para sustituir dispositivos de grafeno y de otros semiconductores. Caracterizaron la eficacia con la que los dispositivos desarrollados a partir de pilas de MoS2 de una micra de grosor convierten las frecuencias de luz con longitudes de onda para telecomunicaciones a fin de generar distintos colores. El https://www.nature.com/articles/s41566-022-01053-4#Ack1 (estudio) se publicó en la revista «Nature Photonics».

Este trabajo nos acerca un paso más a la sustitución de los materiales habituales que se utilizan actualmente en los láseres ajustables y que se miden en milímetros y centímetros. «Hoy en día, la óptica no lineal es un mundo macroscópico, pero queremos que sea microscópico», señala la doctora Chiara Trovatello, que finalizó recientemente su doctorado en Física con el doctor Cerullo en el Politecnico di Milano.

Reducción de los dispositivos basados en láseres a escalas microscópicas

Las monocapas de MoS2 pueden convertir eficazmente las frecuencias de luz, pero son demasiado finas para construir dispositivos. Los científicos fabricaron los cristales necesarios denominados 3R-MoS2, que emplearon para probar la eficacia con la que muestras de distintos grosores convertían la frecuencia de luz.

Los resultados fueron sorprendentes desde un primer momento. «En ciencia, rara vez se empieza un proyecto que acaba dando unos resultados mejores de los que esperabas, normalmente es todo lo contrario. Este fue un caso extraño, mágico», explica James Schuck, profesor adjunto de Ingeniería Mecánica en Columbia. «Hace más de treinta años que trabajo en el campo de la óptica no lineal. La investigación casi siempre es progresiva, se construye poco a poco sobre lo que se desarrolló antes. Es poco común que hagas algo totalmente nuevo con gran potencial —señaló Cerullo—. Tengo la sensación de que este nuevo material podría cambiar las reglas del juego».

GrapheneCore3 (Graphene Flagship Core Project 3) reúne a 160 socios del mundo científico e industrial de 23 países, para que Europa no se quede atrás en la revolución del grafeno. En general, el objetivo es ayudar a comercializar innovaciones de grafeno en 2023. El proyecto finaliza en septiembre de 2023.

Para más información, consulte:
https://graphene-flagship.eu/ (Sitio web del proyecto GrapheneCore3)

GrapheneCore3, láser, dispositivo basado en láser, bidimensional, disulfuro de molibdeno, grafeno, 3R-MoS2, luz, óptica no lineal

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Presentación de la nueva tecnología láser de niobato de litio

Un grupo de científicos respaldados por la Unión Europea crean láseres sintonizables ultrarrápidos a base de niobato de litio (LiNbO3).

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Todo lo que quieres saber sobre el grafeno en una guía

Unos investigadores financiados con fondos europeos han publicado una guía exhaustiva sobre la producción y el procesamiento del grafeno y los materiales relacionados con el grafeno para fomentar su uso en aplicaciones novedosas.

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Control de la no linealidad óptica: una nueva técnica que da una vuelta de tuerca

Unos investigadores respaldados por la Unión Europea desarrollan un método novedoso que aprovecha la simetría ajustable dinámicamente de materiales bidimensionales para aplicaciones ópticas no lineales.

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Controlar el láser basado en una red similar a una telaraña

Unos investigadores han demostrado cómo los láseres de red pueden emitir un haz de luz con colores o combinaciones de colores de forma controlada.

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Una plataforma de tecnología láser acelera el desarrollo de superficies funcionales

El equipo de una iniciativa respaldada por la Unión Europea desarrolló una plataforma de tecnología láser que satisface la creciente demanda de productos asequibles y con un rendimiento superficial innovador.

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© Nicoletta Barolini, Columbia University


Romper las simetrías del cristal en busca de la piezoelectricidad

A fin de sentar las bases para que los materiales sean más respetuosos con el medio ambiente en los futuros dispositivos electromecánicos, investigadores respaldados por la Unión Europea han encontrado una nueva forma de inducir el efecto piezoeléctrico en materiales que normalmente no se consideran piezoeléctricos.

La piezoelectricidad es mucho más sencilla de lo que parece. Es el proceso de utilizar cristales para convertir la energía mecánica en eléctrica, o viceversa, y se encuentra en muchos dispositivos cotidianos, desde relojes de cuarzo y gramófonos hasta micrófonos y altavoces. Sin embargo, aunque el concepto de piezoelectricidad puede ser sencillo, encontrar materiales piezoeléctricos en los que aplicar este proceso ha sido un gran obstáculo durante más de un siglo.

Ahora, con el apoyo de los proyectos financiados con fondos europeos BioWings y ESTEEM3, los investigadores han encontrado una forma de generar una respuesta piezoeléctrica en materiales que normalmente no se consideran piezoeléctricos. Los http://www.science.org/doi/10.1126/science.abm7497 (hallazgos), publicados en la revista «Science», podrían sentar las bases para una amplia gama de materiales electromecánicos biocompatibles y respetuosos con el medio ambiente.

Los materiales piezoeléctricos tienen un prerrequisito fundamental: su estructura cristalina debe carecer de centro de simetría. Cuando se aplica presión a la estructura cristalina no centrosimétrica, esta se deforma y sus átomos se desplazan, lo que permite al cristal conducir una corriente eléctrica. Esto hace que los materiales piezoeléctricos sean interesantes para una amplia gama de aplicaciones de detección.

El material piezoeléctrico más conocido es el cristal de cuarzo. Sin embargo, en los sistemas microelectromecánicos (SMEM) hay que utilizar materiales distintos al cuarzo de origen natural. Estos materiales suelen contener plomo nocivo en forma de titanato de circonato de plomo. La investigación se centra en el desarrollo de nuevos SMEM biomédicos fabricados con películas finas sin plomo basadas en materiales de óxido dopados con gadolinio. «Ya existen muchos sistemas microelectromecánicos, pero suelen contener materiales con plomo que son perjudiciales para su implantación en humanos. En el proyecto BioWings tratamos de desarrollar materiales biocompatibles con propiedades similares a las de los materiales comunes con plomo, pero que no contengan plomo ni otros materiales perjudiciales», señala el catedrático Nini Pryds, coautor del estudio y coordinador del proyecto BioWings, de la Universidad Técnica de Dinamarca, en una http://www.eurekalert.org/news-releases/943951 (nota de prensa de «EurekAlert!»).

La piezoelectricidad en materiales centrosimétricos

En su estudio, los investigadores describen cómo fueron capaces de inducir un gran efecto piezoeléctrico sostenible en cristales centrosimétricos, materiales que normalmente no permiten tal respuesta. Crearon la piezoelectricidad mediante la aplicación simultánea de corriente alterna y continua, lo que provocó la reordenación de los defectos de oxígeno en el material y, en consecuencia, la polarización. Esto rompió la simetría del cristal del material, gracias a lo que se logró el buscado efecto piezoeléctrico.

Al demostrar que es posible inducir un efecto piezoeléctrico en materiales que normalmente no son piezoeléctricos, el equipo de investigación sienta las bases para el diseño de materiales piezoeléctricos sin plomo y no tóxicos. «El nuevo desarrollo supondrá un paso fundamental para producir materiales piezoeléctricos respetuosos con el medio ambiente y de alto rendimiento para usarlos, por ejemplo, en la tecnología de los automóviles y en aplicaciones médicas», continúa Pryds.

El requisito actual de una estructura cristalina no centrosimétrica en los materiales piezoeléctricos limita considerablemente el número de materiales que pueden utilizarse en los dispositivos modernos. Pryds describe los resultados de la investigación como «un cambio de paradigma hacia la inducción de piezoelectricidad en cristales centrosimétricos, lo cual amplía el número de posibles materiales utilizados». Y concluye: «Espero que tenga un efecto significativo en el diseño de nuevos dispositivos electromecánicos con nuevos materiales biocompatibles». BioWings (Bio-compatible electrostrictive smart materials for future generation of medical micro-electro-mechanical systems) finaliza en mayo de 2022 y ESTEEM3 (Enabling Science and Technology through European Electron Microscopy) termina en junio de 2023.

Para más información, consulte:
http://www.biowings.eu/ (Sitio web del proyecto BioWings)
https://www.esteem3.eu/ (Sitio web del proyecto ESTEEM3)

BioWings, ESTEEM3, piezoelectricidad, piezoeléctrico, gadolinio, centrosimétrico, cristal, plomo

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Un nuevo accionador giratorio compacto apunta a unos dispositivos de posicionamiento de mayor precisión a bordo de los satélites

Investigadores de la Unión Europea han desarrollado un nuevo accionador giratorio miniaturizado para el sector espacial. Gracias a su movimiento rápido y preciso, permitirá que los satélites aprovechen al máximo los sistemas de comunicación y los paneles solares.

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El flujo de oleoductos y gasoductos alimenta a sensores en condiciones extremas

Debido el advenimiento del internet de las cosas, ha surgido una creciente necesidad de contar con grandes redes de sensores para controlar diferentes actividades. Estas redes requieren energía eléctrica, pero los generadores de energía comunes no pueden funcionar en condiciones difíciles, para las que los investigadores de la Unión Europea han desarrollado unas soluciones novedosas.

Cambio climático y medio ambiente

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sensores inteligentes

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/ciencias sociales/economía y empresa/gestión y empresas/modelo de negocio

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/ingeniería y tecnología/ingeniería eléctrica, ingeniería electrónica, ingeniería de la información/industria electrotécnica/piezoeléctricidad

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Una revolucionaria tecnología de esmaltado digital aporta un nuevo brillo a la producción de azulejos cerámicos

El ingenio italiano ha dado lugar a rupturistas máquinas de impresión digital que revolucionarán la producción de azulejos de cerámica. Las innovadoras tecnologías de decoración y esmaltado digital alcanzan unos niveles de eficiencia y creatividad nunca vistos para obtener productos finales por encargo más baratos y sanos.

Tecnologías industriales

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/ingeniería y tecnología/ingeniería eléctrica, ingeniería electrónica, ingeniería de la información/ingeniería electrónica/sistemas de automatización y control

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/ciencias naturales/ciencias de la tierra y ciencias ambientales conexas/ciencias ambientales/contaminación

seguridad e higiene en el trabajo

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cerámica

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Desarrollar tecnología para ayudar a pacientes con diabetes de tipo 1 a olvidar su enfermedad

Dos innovaciones fundamentales en el desarrollo de un páncreas biónico están listas para su comercialización, lo que acercaría a las personas con diabetes de tipo 1 al control automatizado de la glucemia.

El http://www.innoradar.eu/ (Radar de la Innovación), una iniciativa para identificar innovaciones e innovadores de gran potencial entre proyectos financiados con fondos europeos, ha considerado que dos inventos fundamentales de Lifecare, una empresa noruega de tecnología de nanosensores, están listos para su comercialización. Lifecare, que forma parte del proyecto financiado con fondos europeos FORGETDIABETES, y sus socios de Alemania, Francia e Italia desarrollan un páncreas biónico invisible (BIP, por sus siglas en inglés) automatizado, totalmente implantable e optimizado inmunológicamente que podría mejorar de forma radical la calidad de vida de las personas con diabetes de tipo 1.

La diabetes de tipo 1 es una enfermedad crónica en que el sistema inmunitario destruye las células productoras de insulina en el páncreas. Sin insulina, nuestros cuerpos no pueden controlar el nivel de glucemia en sangre, lo cual puede provocar ceguera, insuficiencia renal, infarto agudo de miocardio, derrames cerebrales y amputación de miembros inferiores. La ausencia de una cura para la diabetes de tipo 1 subraya la necesidad de una tecnología como el BIP, cuyo objetivo es restablecer el control del nivel de glucemia en el cuerpo.

Tal y como se indica en una http://lifecare.no/news/information-from-lifecare-august-2022/ (noticia) publicada en el sitio web de Lifecare, una de las principales labores de la empresa en el proyecto es desarrollar el elemento de detección del BIP, es decir, un sensor intraperitoneal implantable, el cual es un componente fundamental del páncreas artificial. La segunda labor consiste en el desarrollo de un sistema de pruebas «in vitro» y una bomba de insulina para el páncreas artificial, a cargo de Lifecare Laboratory (socio de FORGETDIABETES anteriormente denominado «PFÜTZNER Science & Health Institute»), filial alemana de Lifecare.

En el marco de la segunda labor, Lifecare Laboratory desarrolló un banco de pruebas «in vitro» para las pruebas de interferencia dinámica de los glucómetros. Disponer de un banco de pruebas es un paso esencial en el proceso de diseño del dispositivo, a fin de identificar defectos en el diseño y el mecanismo, así como probar la resistencia del dispositivo sin implantarlo en una persona. En el primer semestre de 2022, se publicó un http://journals.sagepub.com/doi/10.1177/19322968221095573 (artículo) en la revista «Journal of Diabetes Science and Technology», donde se explica el montaje para el banco de pruebas «in vitro».

Después de analizar cuatro inventos fundamentales de FORGETDIABETES, recientemente el Radar de la Innovación notificó a Lifecare que dos de sus innovaciones —el sensor intraperitoneal implantable y el sistema de pruebas «in vitro»— están listas para su comercialización. Eso significa que las innovaciones están tecnológicamente maduras y el consorcio del proyecto ha demostrado un compromiso firme para comercializarlas. En septiembre de 2022, se prevé que los resultados estén disponibles en el sitio web del Radar de la Innovación.

Las evaluaciones basadas en el nuevo indicador de potencial de creación de mercado (MCPI, por sus siglas en inglés) desarrollado por el Centro Común de Investigación de la Comisión Europea identificaron que los inventos de Lifecare tenían un gran potencial revolucionario. El MCPI se creó para facilitar el descubrimiento de innovaciones con un potencial creador de mercados. Esta clasificación sitúa ambos inventos entre el 14 % de las principales innovaciones financiadas con fondos europeos.

Cuando se comercialice el BIP del proyecto FORGETDIABETES (A BIONIC INVISIBLE PANCREAS TO FORGET DIABETES) ayudará a las personas con diabetes de tipo 1 a regular sus niveles de glucemia, como ocurre con las personas que no la padecen. En definitiva, permitirá que dichos pacientes dejen de preocuparse tanto por su enfermedad.

Para más información, consulte:
http://forgetdiabetes.eu/ (Sitio web del proyecto FORGETDIABETES)

FORGETDIABETES, diabetes, diabetes de tipo 1, páncreas, sensor, Radar de la Innovación, innovación, invención, glucemia

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Nueva terapia contra la nefropatía diabética

Un grupo de investigadores trabaja en un ensayo clínico europeo en el que se está probando una nueva y prometedora terapia con células madre que podría retrasar o prevenir la insuficiencia renal en pacientes diabéticos.

Salud

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nefropatía diabética

/ciencias médicas y de la salud/medicina clínica/endocrinología/diabetes/nefropatía diabética

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/ciencias médicas y de la salud/medicina básica/inmunología

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enfermedad renal

/ciencias médicas y de la salud/medicina clínica/nefrología/enfermedad renal

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Un ensayo sobre diabetes de tipo 1 supera el objetivo de preselección

Más de cien pacientes de Europa, Australia y los Estados Unidos se han inscrito en un ensayo clínico para probar un nuevo tratamiento de la diabetes de tipo 1 (DT1).

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/ciencias médicas y de la salud/medicina básica/farmacología y farmacia/descubrimiento de fármacos

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/ciencias médicas y de la salud/biotecnología médica/ingeniería de tejidos/páncreas artificial/glucómetro

microbiología

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Desarrollar herramientas de planificación de tratamientos para la diabetes

Según una nueva investigación, el aprendizaje automático puede ayudar a predecir un control deficiente de la glucemia en pacientes con diabetes de tipo 2 (DM2).

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Un nuevo dispositivo ofrece un mejor control de la glucemia en niños pequeños con diabetes de tipo 1

De acuerdo con los investigadores, un páncreas artificial podría transformar el tratamiento de la diabetes de tipo  1 en niños de entre 1 y 7 años de edad.

Salud

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Los lípidos permiten una predicción temprana del riesgo de enfermedad cardiovascular y diabetes

Imagine que los médicos pudiesen predecir con décadas de antelación si una persona corre el riesgo de desarrollar diabetes de tipo 2 (DT2) o enfermedad cardiovascular (ECV). Un nuevo estudio sobre el análisis lipidómico podría haber encontrado el modo de lograrlo.

Salud

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/ciencias médicas y de la salud/medicina clínica/cardiología/enfermedad cardiovascular/arteriosclerosis

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obesidad

/ciencias médicas y de la salud/ciencias de la salud/nutrición/obesidad

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Una aplicación móvil para la diabetes

La diabetes es una enfermedad crónica que afecta a millones de personas en todo el mundo. Unos investigadores europeos se proponen mejorar la adherencia al tratamiento de los pacientes a lo largo de la vida a través de una aplicación móvil.

Economía digital

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/ciencias naturales/informática y ciencias de la información/seguridad informática

obesidad

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Unos científicos arrojan luz sobre una proteína relacionada con la diabetes y la hipertensión

Mediante la combinación de diversas técnicas, unos investigadores respaldados por la Unión Europea (UE) han descubierto el aspecto y el funcionamiento del NHA2, un intercambiador de sodio-protones. Este descubrimiento podría llevar al desarrollo de nuevos fármacos contra la hipertensión y la diabetes.

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CIENCIA - Tecnologías Futuras y Emergentes (FET)

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