El interfaz máquina-cerebro se compone de un electrodo en un stent (stentrode), que se implanta dentro de un vaso sanguíneo en el cerebro, y registra el tipo de actividad neural que ha sido demostrado en ensayos pre-clínicos que mueve las extremidades a través de un exoesqueleto o para controlar extremidades biónicas.
El nuevo dispositivo es del tamaño de un pequeño clip y será implantado en la primera prueba en humanos en el Hospital Royal Melbourne en 2017. Los participantes serán seleccionados de la Unidad de médula espinal del Victorian Austin Health.
Los resultados publicados hoy en la revista Nature Biotechnology muestran que el dispositivo es capaz de grabar señales de alta calidad emitidas desde la corteza motora del cerebro, sin necesidad de cirugía cerebral abierta.
Autor principal y neurólogo en el Royal Melbourne Hospital e Investigador en el Instituto de Neurociencias Florey y la Universidad de Melbourne, el Dr. Thomas Oxley ha dicho que el stentrode es revolucionario.
El Dr. Oxley ejerce actualmente en el Hospital Mount Sinaí en Nueva York.
“El desarrollo del stentrode ha reunido a líderes en la investigación médica del Hospital Real de Melbourne, la Universidad de Melbourne y el Instituto Florey de Neurociencia y Salud Mental. Un total de 39 científicos de 16 departamentos han estado involucrados en su desarrollo“, dijo el Dr. Oxley.
“Hemos sido capaces de crear el único dispositivo a nivel mundial que es mínimamente invasivo y que se implanta en un vaso sanguíneo en el cerebro a través de un simple procedimiento de día, evitando la necesidad de cirugía cerebral abierta de alto riesgo“.
“Nuestra visión, a través de este dispositivo, es devolver la función y la movilidad de los pacientes con parálisis completa mediante el registro de la actividad cerebral y la conversión de las señales adquiridas en comandos eléctricos, que a su vez darían lugar al movimiento de las extremidades a través de un dispositivo de asistencia de la movilidad como un exoesqueleto. En esencia, es una médula espinal biónica“.
Los derrames cerebrales y las lesiones de la médula espinal son las principales causas de discapacidad, que afectan a 1 de cada 50 personas. Hay 20.000 australianos con lesiones de la médula espinal, siendo el paciente típico un varón de 19 años, y cerca de 150.000 australianos quedaron gravemente discapacitados después de un accidente cerebrovascular.
Co-investigador principal e ingeniero biomédico de la Universidad de Melbourne, el Dr. Nicholas Opie, dijo que el concepto era similar a un marcapasos cardíaco implantable: interacción eléctrica con el tejido utilizando sensores insertados en una vena, pero en el interior del cerebro.
“Utilizando la tecnología del stent, nuestro sistema de electrodos se autoexpande para pegarse a la pared interior de una vena, lo que nos permite registrar la actividad cerebral local. Mediante la extracción de las señales neuronales registradas, podemos utilizar éstas como comandos de control de sillas de ruedas, exoesqueletos, prótesis o computadoras“, dijo el Dr. Opie.
“En nuestro primer ensayo en humanos, que anticipamos comenzará dentro de dos años, tenemos la esperanza de conseguir un control cerebral directo de un exoesqueleto para tres personas con parálisis“.
“En la actualidad, los exoesqueletos son controlados por la manipulación manual de una palanca de mando para cambiar entre los distintos elementos del pie: de pie, iniciar, detener, girar. El stentrodo será el primer dispositivo que permita el control mediante el pensamiento directo de estos dispositivos“.
Neurofisiólogo de Florey, el profesor Clive May dijo que los datos del estudio preclínico destacaron que la implantación del producto era segura para el uso a largo plazo.
“A través de nuestro estudio preclínico hemos sido capaces de grabar con éxito la actividad cerebral durante muchos meses. La calidad de la grabación mejoró a medida que el dispositivo se incorporó en el tejido“, dijo el profesor May.
“Nuestro estudio también mostró que es seguro y eficaz implantar el dispositivo a través de la angiografía, que es mínimamente invasiva en comparación con los altos riesgos asociados con la cirugía cerebral abierta“.
“La interfaz cerebro-ordenador es un dispositivo revolucionario que tiene el potencial para superar la parálisis, devolviendo la movilidad y la independencia a los pacientes afectados por diversas patologías“.
El catedrático Terry O’Brien, Jefe de Medicina en los Departamentos de Medicina y Neurología, en el Hospital Royal Melbourne y la Universidad de Melbourne, dijo que el desarrollo del stentrodo ha sido el “santo grial” para la investigación en la biónica.
“Poder crear un dispositivo que puede registrar la actividad de las ondas cerebrales durante largos períodos de tiempo sin dañar el cerebro es un avance increíble en la medicina moderna“, dijo el profesor O’Brien.
“También se puede utilizar potencialmente en personas con una serie de enfermedades aparte de lesión de la médula espinal, incluyendo la epilepsia, Parkinson y otros trastornos neurológicos“.
..Jorge Tamayo
