Un proyecto europeo desarrollará implantes corticales para recuperar el habla

Más de 5 millones de personas sufren afasia cada año en el mundo, una condición por la cual los pacientes pierden la capacidad de comprender y/o expresarse mediante el lenguaje después de un daño cerebral o durante el avance de enfermedades neurodegenerativas. Las interfaces cerebro-ordenador, posibles gracias a tecnologías y materiales punteros, son una oportunidad prometedora para el tratamiento de los pacientes con afasia. Estas interfaces recogen y descodifican información sobre la actividad neuronal directamente de su fuente a través de electrodos implantados en el cerebro. En cualquier caso, la neurorehabilitación de funciones cognitivas superiores como el lenguaje todavía genera serias dudas. El reto ahora mismo consiste en diseñar implantes neurales que cubran áreas del cerebro suficientemente grandes como para permitir una descodificación detallada de la actividad neuronal en diversas regiones del cerebro que son clave para el procesamiento del lenguaje.

BrainCom es un proyecto FET Proactive financiado por la Comisión Europea con 8,35M€ para los próximos 5 años. Esta iniciativa interdisciplinaria involucra a 10 instituciones, incluyendo a expertos en tecnología, ingeniería, biología, clínica y ética. Todos ellos colaboran para desarrollar una nueva generación de dispositivos prostéticos corticales que permitan la estimulación y seguimiento a gran escala de la actividad cortical para estudiar las funciones cognitivas superiores. El proyecto BrainCom sentará las bases de una nueva línea de conocimiento y tecnologías orientadas al desarrollo de la futura generación de prótesis neurales para recuperar el habla. Para conseguirlo cubrirá los diferentes niveles de la cadena de valor: de la tecnología y la ingeniería hasta la neurociencia básica del lenguaje, y de la investigación preclínica en animales hasta estudios clínicos con personas.

Este nuevo proyecto lo coordina el Prof. ICREA José A. Garrido, Group Leader del Grupode Materiales y Dispositivos Electrónicos Avanzados del Institut Català de Nanociència i Nanotecnologia (ICN2) y colíder del paquete de trabajo dedicado a Tecnologías Biomédicas en el Graphene Flagship. La reunión de lanzamiento de BrainCom se celebra del 12 al 13 de enero de 2017 en el ICN2 y la Universitat Autònoma de Barcelona (UAB).

Avances recientes han demostrado que es posible registrar señales corticales de una pequeña área de la corteza motora del cerebro y decodificarlas para permitir que pacientes tetraplégicos puedan activar un brazo mecánico y realizar tareas comunes. Las interfaces cerebro-ordenador también se han aplicado con éxito para facilitar que pacientes tetrapléjicos incapaces de hablar comunicaran sus pensamientos seleccionando letras en una pantalla mediante registros electroencefalográficos (EEG) no invasivos. Las funcionalidades de estos dispositivos pueden verse multiplicadas si se dispone de información neuronal más precisa.

El proyecto BrainCom propone una tecnología electroencefalográfica radicalmente nueva que aplica las incomparables propiedades mecánicas y eléctricas de nuevos nanomateriales como el grafeno, los materiales 2D y los semiconductores orgánicos. Los miembros del consorcio fabricarán implantes corticales y intracorticales utra-flexibles que se ubicarán en la superficie del cerebro, permitiendo así el registro de alta densidad y la estimulación de puntos estratégicos sobre una gran superficie de la corteza. Esta estrategia permitirá en paralelo la estimulación y decodificación de la actividad cortical con una resolución espacial y temporal sin precedentes.

Estas tecnologías impulsarán el avance del conocimiento básico de las redes corticales relacionadas con el habla y el desarrollo de estrategias de rehabilitación que ayuden a recuperar el habla mediante nuevos paradigmas de interacción cerebro-ordenador. Las innovaciones tecnológicas desarrolladas en el proyecto también encontrarán aplicaciones en el estudio de otras funciones cognitivas superiores del cerebro, como el aprendizaje o la memoria, y otras aplicaciones clínicas como el monitoreo de la epilepsia.

Los miembros del consorcio del proyecto BrainCom son:

· Institut Català de Nanociència i Nanotecnologia (ICN2) – España (Coordinador)
· Centro nacional de Microelectrónica (CNM-IMB-CSIC) - España
· University Grenoble Alpes - Francia
· ARMINES/ Ecole des Mines de St. Etienne - Francia
· Centre Hospitalier Universitaire de Grenoble - Francia
· Multichannel Systems - Alemania
· University of Geneva - Suiza
· University of Oxford – Reino unido
· Ludwig-Maximilians-Universität München - Alemania
· Wavestone - Luxemburgo