Le malattie neurodegenerative, come la degenerazione retinica, prevedono una progressiva diminuzione delle connessioni sinaptiche. Inizialmente, la malattia colpisce il lato presinaptico della sinapsi, mentre il lato postsinaptico rimane funzionale. Proponiamo di costruire sinapsi ibride tra nanocanali plasmonici presinaptici e neuroni postsinaptici, per sostituire questa innervazione presinaptica persa. L'idea si basa su due concetti: (i) la capacità di una microperfusione subretinica di glutammato di stimolare le cellule gangliari retiniche in un modello di roditore cieco; (ii) la capacità dei nanocanali plasmonici di amplificare il campo elettromagnetico generato dalla luce e di interagire con i neuroni su scala sinaptica. Il dispositivo plasmonico a nanocanali interfacciato con i neuroni postsinaptici sarà riempito con polimeri intelligenti che rilasciano neurotrasmettitore in risposta a stimoli ottici e funzionalizzato con appropriate molecole di adesione presinaptica, per ricreare l'ambiente sinaptico. Il progetto avrà un forte impatto nel campo delle brain-machine interfaces, scienza dei materiali e ingegneria, nanomedicina e neuroscienza, nell’ambito di nuovi sistemi di somministrazione di farmaci su scala nanometrica e protesi cerebrali. Il progetto ha una durata di 36 mesi (M) ed è suddiviso in 4 programmi di lavoro: 1. Sviluppo di biomateriali sensibili alla luce per il rilascio controllato di glutammato (M1-M24); 2. Identificazione di molecole di adesione per ricostruire la sinapsi coni/cellule bipolari (M1-M24); 3. Fabbricazione dei nanocanali plasmonici e assemblaggio della sinapsi ibrida (M18-M36); 4. Valutazione fisiologica del rilascio di glutammato evocato da stimolo luminosi in neuroni primari e espianti di retine distrofiche (M12-M36).