Malattie neurologiche: SiNAPS di Corticale e Intelligenza Artificiale per mappare il cervello “cellula per cellula”

Il progetto AHEAD, nato dalla sinergia tra Corticale, Inmatica e l’Istituto Mario Negri, promette di rivoluzionare lo studio del cervello. Grazie alla tecnologia di microelettronica SiNAPS, sarà possibile analizzare l’attività dei singoli neuroni per accelerare la scoperta di nuovi farmaci e terapie neurologiche.

Ha preso ufficialmente il via il progetto AHEAD (AI-driven High-density Electrophysiology for Advanced Drug Discovery), un’iniziativa dedicata alla comprensione dei danni neurologici acuti e cronici. Il progetto, del valore di oltre 4 milioni di euro, è co-finanziato dalla Regione Lombardia nell’ambito del bando “Collabora & Innova” (Azione 1.1.3 del Programma Regionale FESR 2021-2027), a sostegno della ricerca industriale ad alto potenziale innovativo.

A partire dal 1° dicembre 2025, i partner collaboreranno per sviluppare e validare, nell’arco di 24 mesi, una piattaforma avanzata di elettrofisiologia. Il cuore tecnologico è rappresentato da sensori in grado di registrare l’attività elettrica dei singoli neuroni con una risoluzione senza precedenti, permettendo di osservare in tempo reale come ogni cellula risponda a un danno o a un trattamento neuroprotettivo.

Corticale vs Neuralink: due facce della stessa rivoluzione

L’approccio di Corticale, basato sull’interfaccia SiNAPS (tecnologia CMOS ad alta densità), si inserisce nel settore delle Brain-Computer Interface (BCI), dove Neuralink di Elon Musk è il player più noto. Tuttavia, le due ricerche si muovono su binari complementari:

• Risoluzione e Dati: Mentre Neuralink punta sulla scalabilità chirurgica e sulla comunicazione wireless per il ripristino delle funzioni motorie nell’uomo, la tecnologia SiNAPS di Corticale agisce come un “microscopio elettronico” del segnale neurale. SiNAPS permette di catturare segnali da migliaia di canali simultaneamente con una fedeltà tale da distinguere l’attività della singola cellula, un elemento fondamentale per la ricerca farmacologica pre-clinica.
• Obiettivo Strategico: Se Neuralink mira a trasformare l’uomo in un’interfaccia attiva, il progetto AHEAD utilizza la BCI come strumento di Drug Discovery. L’obiettivo non è solo “comunicare” con il cervello, ma “leggere” le dinamiche cellulari per validare molecole farmaceutiche, riducendo drasticamente i tempi e i costi di sviluppo delle terapie.

Intelligenza Artificiale per l’estrazione del segnale

L’enorme mole di dati raccolta dalla piattaforma SiNAPS richiede una potenza di calcolo straordinaria. Giuseppe Santella, CEO della capofila Corticale Srl (startup nata dall’Istituto Italiano di Tecnologia), spiega:

“L’enorme quantità di informazioni raccolta verrà elaborata tramite infrastrutture computazionali che includono modelli di Intelligenza Artificiale e Machine Learning. L’obiettivo è estrarre informazioni utili alla validazione di nuovi farmaci, identificando in modo rapido e preciso l’efficacia di nuove molecole per patologie oggi spesso prive di cura.”

In questo contesto, la partnership con Inmatica risulta cruciale per lo sviluppo del software avanzato e dei modelli predittivi, mentre l’Istituto Mario Negri mette a disposizione la propria eccellenza internazionale nella ricerca clinica e pre-clinica per validare i risultati ottenuti.

Un ecosistema per l’innovazione neurologica

Il progetto AHEAD rappresenta un salto tecnologico che unisce tre eccellenze:

• Corticale: Leader nelle neurotecnologie e nelle interfacce CMOS.
• Inmatica: Esperta in AI e infrastrutture software complesse.
• Istituto Mario Negri: Punto di riferimento per lo studio del danno neurologico e cardiovascolare.

Grazie al supporto regionale, questa iniziativa segna un passo decisivo verso una ricerca più sostenibile ed efficiente. La capacità di generare dati granulari sul funzionamento cerebrale non solo rafforza la leadership tecnologica lombarda, ma apre la strada a trattamenti personalizzati per milioni di pazienti nel mondo.

L’integrazione delle interfacce cervello-computer (BCI) nella ricerca farmaceutica rappresenta una delle frontiere più promettenti della Precision Medicine. Mentre il grande pubblico associa le BCI a Neuralink e al ripristino delle funzioni motorie, l’industria del farmaco sta guardando a queste tecnologie come alla soluzione per il “buco nero” della ricerca: l’alto tasso di fallimento dei farmaci neurologici.

Le BCI come acceleratori della Drug Discovery

Il mercato globale delle BCI è stimato in circa 2 miliardi di dollari nel 2025, con una previsione di crescita (CAGR) del 14-17% nei prossimi dieci anni. Il segmento della ricerca farmaceutica e pre-clinica sta emergendo come il driver più solido, grazie alla capacità delle BCI di ridurre il tasso di fallimento dei farmaci.

Il modello tradizionale di sviluppo dei farmaci neurologici si basa su osservazioni comportamentali (negli animali) o test clinici soggettivi (negli umani). Le BCI ad alta densità, come la tecnologia SiNAPS di Corticale, introducono il determinismo dei dati:

• Verifica in tempo reale: È possibile vedere istantaneamente se una molecola “spegne” o “accende” i circuiti neurali desiderati, cellula per cellula.
• Riduzione dei costi: Un tipico trial clinico fallito per l’Alzheimer può costare miliardi. Identificare l’inefficacia di una molecola nella fase pre-clinica grazie a dati elettrofisiologici granulari salva anni di investimenti.
• Tossicologia avanzata: Le BCI permettono di rilevare effetti collaterali neurologici impercettibili con i metodi tradizionali (es. micro-alterazioni dei ritmi circadiani o della plasticità sinaptica).

Segmentazione del mercato e player chiave

Il mercato si divide in due grandi approcci che oggi iniziano a convergere:

1. Ricerca In-Vivo (modelli animali e umani)

È il settore in cui si muovono Corticale e Neuralink. Qui l’obiettivo è mappare il cervello nel suo ambiente naturale.

• Leader: Blackrock Neurotech, Neuralink, Paradromics, Corticale.
• Trend: Passaggio da elettrodi passivi a chip CMOS attivi che elaborano il segnale direttamente sulla sonda.

2. Ricerca In-Vitro (organoidi e “Brain-on-a-Chip”)

Utilizza sensori BCI per monitorare colture di neuroni umani cresciute in laboratorio. È fondamentale per testare migliaia di farmaci contemporaneamente (screening ad alto rendimento).

• Leader: Maxwell Biosystems, Axion BioSystems.

Mappa competitiva: gli approcci strategici

Azienda	Tecnologia Core	Focus Mercato	Posizionamento
Corticale (IT)	SiNAPS (CMOS Alta densità)	Drug Discovery / Ricerca	Precisione cellulare “microscopica”
Neuralink (USA)	Threads robotici / Wireless	Clinico / Consumer	Chirurgia e uso quotidiano
Blackrock (USA)	Utah Array	Clinico / Protesico	Standard storico della ricerca
Synchron (USA)	Stentrode (Endovascolare)	Clinico / Stroke	Accessibilità senza chirurgia aperta

Il ruolo dell’Europa

Sebbene gli Stati Uniti attirino la maggior parte dei capitali di rischio, l’Europa sta emergendo come il leader nel software di analisi e nella microelettronica per la ricerca.

Progetti come AHEAD in Lombardia dimostrano che l’integrazione tra intelligenza artificiale (Inmatica), manifattura di sensori (Corticale) e validazione scientifica (Mario Negri) crea un ecosistema unico. La sfida europea non è la tecnologia, ma la capacità di scala: trasformare le eccellenze accademiche in colossi industriali capaci di competere con la velocità di esecuzione americana.

L’obiettivo finale del mercato BCI-Pharma è la creazione del Digital Twin (gemello digitale) neurale. Grazie ai dati raccolti da milioni di neuroni attraverso le interfacce cervello-computer, l’intelligenza artificiale potrà simulare la reazione di un cervello a un nuovo farmaco ancora prima di somministrarlo, portando la ricerca farmaceutica verso l’era del design in silico puro: “Le BCI non saranno solo un modo per curare i pazienti, ma diventeranno il laboratorio stesso in cui le cure vengono inventate.”