Financiado por la Unión Europea, el proyecto META-BRAIN presenta un enfoque innovador para controlar la actividad cerebral mediante nanotecnología, con requisitos reducidos de campo magnético, capacidad inalámbrica y una mejor resolución espacial. Esta iniciativa se centra en explorar la aplicación terapéutica potencial de la tecnología propuesta, con el objetivo de abordar la urgente demanda clínica de tratamientos capaces de controlar y restaurar con precisión la actividad neuronal.

Socios expertos en los campos de la neurociencia, modelado teórico, nanotecnología, nuevos materiales y práctica clínica se han unido bajo el proyecto META-BRAIN — abreviatura de Tecnología Magnetoeléctrica y Ultrasónica para la Modulación Avanzada del Cerebro — con el objetivo de lograr un control preciso sobre los patrones de actividad cerebral mediante la aplicación innovadora de imanes remotos y tecnología ultrasónica.

Este proyecto está coordinado por Mavi Sánchez-Vives, jefa del grupo de investigación en Neurociencia de Sistemas del IDIBAPS. META-BRAIN introduce un paradigma de estimulación pionero con un potencial prometedor para restaurar patrones normales de actividad cerebral basados en el uso de nanoarquitecturas magnetoeléctricas y tecnologías ultrasónicas. Con objetivos ambiciosos en su base, la iniciativa ha sido respaldada por la Unión Europea bajo la convocatoria Horizon Europe EIC Pathfinder OPEN 2023 con financiamiento cercano a los 3 millones de euros.

La prueba del concepto propuesto implica la fabricación ad hoc de las tecnologías necesarias, incluyendo el sistema y todos los componentes de hardware y software asociados. Para lograr este objetivo, META-BRAIN confía en la experiencia de socios clínicos y empresas especializadas en la producción de dispositivos de interfaz cerebral. Un consorcio compuesto por siete socios de cuatro países europeos guiará el proyecto de 36 meses hacia el éxito: España (IDIBAPS, Hospital Clínic de Barcelona, CIBER - Centro de Investigación Biomédica en Red y Zabala Innovation), Italia (Consiglio Nazionale delle Ricerche y sus institutos de investigación Istituto di Elettronica e di Ingegneria dell’Informazione e delle Telecomunicazioni e Istituto per la Microelettronica e Microsistemi), Austria (G.Tec Medical Engineering) y Suiza (ETH Zurich).

La necesidad de un control preciso de la actividad neural

Las alteraciones patológicas de la función neurológica, como los trastornos de la conciencia, el derrame cerebral, la epilepsia, la depresión, la enfermedad de Parkinson o las lesiones cerebrales traumáticas, están comúnmente asociadas con alteraciones en los ritmos cerebrales y los patrones de actividad. Estas enfermedades neuropsiquiátricas tienen una prevalencia de 180 millones de personas por año en la UE y aumenta cada año. En consecuencia, existe una demanda clínica apremiante de tratamientos capaces de controlar y restaurar con precisión la actividad neural.

META-BRAIN está dedicado a lograr un control preciso sobre los patrones de actividad cerebral mediante dos estrategias innovadoras: nanopartículas magnetoeléctricas y estimulación cerebral remota por ultrasonido. Con el fin de mejorar la resolución espacial más allá de las tecnologías actuales, META-BRAIN explorará el uso de nanotecnologías de vanguardia como los microtransistores de grafeno y las innovaciones avanzadas como los transductores ultrasónicos micromecanizados capacitivos. Estos métodos se probarán con muestras biológicas utilizando técnicas mínimamente invasivas. Además, los datos recopilados y los modelos teóricos correspondientes se utilizarán para estimar las fuerzas magnéticas requeridas para generar los patrones espaciales deseados y la distribución del campo eléctrico debido a diferentes disposiciones de nanopartículas.

El proyecto tiene como objetivo generar pruebas sustanciales para demostrar que las tecnologías y dispositivos basados en META-BRAIN tienen un valor terapéutico cuantificado para los pacientes. Además, busca garantizar la escalabilidad, la biocompatibilidad y el cumplimiento de todas las certificaciones regulatorias y de aprobación internacionales necesarias.

En esencia, META-BRAIN anuncia un enfoque completamente nuevo al sincronizar la nanotecnología, la nano- y microelectrónica, los materiales de vanguardia, la neurociencia, la neurología clínica y la modelización computacional. Esta convergencia no solo promete aplicaciones terapéuticas sino también una ampliación sensorial a través de interfaces cerebrales.

Imagen: Kick-off meeting del proyecto META-BRAIN en el edificio CEK del IDIBAPS.

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