Il 23 ottobre 2026 l'EPFL ha presentato LogSync, un chip neurale impiantabile che segue in tempo reale la comunicazione tra regioni del cervello. Questo lavoro di neurotecnologia, pubblicato in una rivista dell'IEEE, punta a una stimolazione cerebrale adattata ai disturbi psichiatrici. È stato testato soltanto su registrazioni umane esistenti e su un ratto.
Il lavoro porta la firma del gruppo di Mahsa Shoaran, che dirige il Laboratorio di neurotecnologie integrate (INL) dell'EPFL. Esce nell'IEEE Journal of Solid-State Circuits, rivista dell'Institute of Electrical and Electronics Engineers (IEEE), in accesso anticipato dal 9 settembre 2026. Non è annunciata alcuna applicazione clinica.
Che cosa fa il chip neurale LogSync
LogSync è un sistema su chip: un unico componente riunisce registrazione, calcolo e comando. Capta l'attività del cervello su 32 canali.
Il chip ne estrae dei biomarcatori, cioè misure che descrivono uno stato del cervello. Riguardano la forza delle onde cerebrali, chiamate oscillazioni. Riguardano anche la sincronia tra i segnali di regioni diverse.
Un algoritmo di apprendimento automatico analizza poi queste misure di rete. Distingue stati cognitivi ed emotivi. Quando riconosce uno stato preciso, emette un segnale che attiva una stimolazione.
Secondo l'articolo scientifico, questo classificatore si adatta durante l'uso, senza retropropagazione, il metodo di addestramento abituale delle reti neurali. Un controllore programmabile coordina poi uno stimolatore esterno.
Altra particolarità: LogSync calcola in logaritmi. Questa scelta semplifica le operazioni complesse dell'analisi delle reti cerebrali e dell'estrazione dei biomarcatori. Le foto dell'EPFL mostrano chip di circa 4 x 2 mm. L'articolo indica una superficie di 5,46 mm², con processo a 65 nanometri.
Perché seguire più regioni del cervello
Il chip risponde a un limite della stimolazione cerebrale profonda (SCP). Questa tecnica invia impulsi elettrici in zone precise del cervello, tramite un impianto.
La SCP è già ampiamente utilizzata contro disturbi del movimento come il morbo di Parkinson. I ricercatori ne esplorano anche l'impiego contro la depressione maggiore, il disturbo da stress post-traumatico e il disturbo ossessivo-compulsivo.
La maggior parte dei sistemi funziona tuttavia «ad anello aperto»: la stimolazione segue impostazioni fissate in anticipo. Anche i sistemi adattivi, detti ad anello chiuso, leggono spesso una sola regione del cervello.
Ora, per i disturbi psichiatrici, l'informazione utile potrebbe essere distribuita tra più regioni che interagiscono. «Il nostro lavoro si basa su un numero crescente di ricerche che suggeriscono che i disturbi psichiatrici derivino più da perturbazioni della comunicazione tra regioni del cervello che dalla disfunzione di una singola regione», spiega Mahsa Shoaran. Si tratta di un'ipotesi di ricerca, non di un fatto accertato.
Che cosa è stato testato sull'uomo e sull'animale
Il chip non è stato impiantato in un essere umano. I ricercatori lo hanno valutato su registrazioni cerebrali umane provenienti da esperimenti psichiatrici precedenti.
Secondo l'articolo, due serie di dati provengono dall'elettroencefalografia intracranica, misurata da elettrodi posti nel cervello. La prima segue l'impegno durante un compito mentale di interferenza. La seconda segue un compito di risoluzione di conflitti emotivi. Una banca dati pubblica di elettroencefalografia (EEG) di superficie completa la valutazione sull'emozione.
La sensibilità misura la quota di stati mirati che l'algoritmo individua. La specificità misura la quota degli altri momenti che scarta a ragione. I risultati restano lontani dalla perfezione:
| Serie di dati | Sensibilità | Specificità |
|---|---|---|
| Compito di interferenza (registrazioni intracraniche) | 80,9 % | 74,2 % |
| Conflitti emotivi (registrazioni intracraniche) | 74,8 % | 73,1 % |
| EEG pubblico, livello di eccitazione emotiva | 70,5 % | 69,8 % |
| EEG pubblico, valenza (emozione positiva o negativa) | 72,5 % | 66,3 % |
Sono poi seguiti test sul ratto, all'Università del Minnesota. L'impianto ha seguito le oscillazioni in corso e generato segnali di stimolazione in fasi predefinite dell'attività cerebrale.
L'articolo precisa che questa validazione in vivo ha riguardato un ratto del ceppo Long-Evans. Mirava a verificare l'elettronica di acquisizione e il controllore di stimolazione. Le fonti non riferiscono alcuna misura di effetto terapeutico.
Un chip parco di energia
La principale sfida tecnica riguardava l'energia disponibile in un impianto, molto limitata. «Tutto il nostro sistema è concepito in modo integrato: gli algoritmi e l'hardware sono sviluppati insieme, tenendo conto dei vincoli dell'impianto», spiega Mahsa Shoaran.
Secondo lei, il chip resta sotto i 200 microwatt, una frazione di quanto richiedono numerosi sistemi di interfaccia neurale impiantabili. L'articolo quantifica il consumo in 6,14 microwatt per canale e l'energia in 0,197 microjoule per classificazione.
Risultato accertato, ipotesi o prospettiva
| Affermazione | Stato |
|---|---|
| Classificare stati cognitivi ed emotivi a partire da registrazioni umane esistenti | Accertato, fuori dal corpo, su dati preregistrati |
| Seguire oscillazioni e attivare una stimolazione in una fase precisa | Accertato su un ratto |
| Consumo sotto i 200 microwatt | Accertato dalle misure del gruppo |
| Disturbi psichiatrici legati a una comunicazione perturbata tra regioni | Ipotesi di ricerca |
| SCP adattiva contro i disturbi del movimento, stimolazione non invasiva, interfacce a ultrasuoni focalizzati | Prospettiva evocata dall'EPFL |
| Impianto in un paziente | Non annunciato |
Un progetto condotto da Ginevra, finanziato sulle due sponde dell'Atlantico
Il gruppo INL lavora nel campus ginevrino dell'EPFL. Mahsa Shoaran afferisce alla Facoltà di scienze e tecniche dell'ingegneria e all'Istituto Neuro-X.
LogSync rientra in una sovvenzione di 6,6 milioni di franchi del National Institute of Mental Health (NIMH) statunitense. Mira a impianti capaci di misurare e controllare le reti oscillatorie del cervello, soprattutto per i disturbi dell'umore e d'ansia.
Il lavoro beneficia anche di una borsa di avviamento del Consiglio europeo della ricerca (ERC), finanziata dalla Segreteria di Stato per la formazione, la ricerca e l'innovazione (SEFRI).
Il chip prosegue lavori precedenti del laboratorio. Una versione a 32 canali e 196 microwatt era stata presentata nel 2025 a Kyoto, al Symposium on VLSI Technology and Circuits, dedicato ai circuiti integrati su larghissima scala (VLSI). Il laboratorio ha lavorato anche sulla decodifica dal cervello al testo e sulla neuromodulazione ad anello chiuso.
Parallelamente, il gruppo ha presentato RECTOR all'International Conference on Machine Learning (ICML) 2026. Questo modello apprende direttamente dalle registrazioni, senza biomarcatori definiti in anticipo. Secondo i suoi autori, raggiunge lo stato dell'arte nel riconoscimento delle emozioni tramite EEG e resiste all'assenza di alcuni canali.
L'EPFL cita infine Infera Neuro, una spin-off cofondata da Mahsa Shoaran, tra le vie verso la clinica. Su 2clics sono stati presentati altri progetti della scuola, come FiberMotor per la robotica morbida o le borse FIT all'EPFL della Fondazione per l'innovazione e la tecnologia.
Che cosa non si sa ancora
- Non è annunciato alcun test del chip impiantato sull'uomo, né alcun calendario clinico.
- Le fonti non precisano se Infera Neuro sfrutterà LogSync direttamente.
- La validazione sull'animale riguarda un solo ratto e funzioni tecniche, non un trattamento.
- Le fonti non dicono nulla della tenuta dell'impianto nel tempo.
