El prototipo se configura como una interfaz entre el cerebro y ordenador para colaborar en procesos motores alterados por lesiones medulares o ictus
Un grupo de científicos del Instituto Universitario de Neurociencia de La Laguna (IUNE) implantará el próximo noviembre el primer prototipo intraóseo con luz infrarroja en el cráneo de un cerdo para, en un futuro, comprobar su efectividad en personas con discapacidad motora.
El prototipo, confeccionado en las instalaciones de la Universidad de La Laguna, se configura como una interfaz entre el cerebro y ordenador, con la intención de que colabore en procesos motores alterados por lesiones medulares o ictus.
La técnica que utiliza el dispositivo es la espectroscopia de infrarrojo cercano (NIRS, por sus siglas en inglés). Con un láser inyecta luz en el cerebro y, a su regreso, crea una imagen que estudia diferentes aspectos de la función neuronal.
El equipo responsable del dispositivo prevé implantarlo en el hueso del cráneo, sin alterar la integridad del endostio, su parte interior, a través de una cirugía que promete ser «poco invasiva».
La intervención tan solo necesitará un pequeño orificio en la zona, realizando una craneotomía. Así lo explica José Luis González, catedrático en fisiología e investigador principal del proyecto.
Se implantará en un cerdo en el Hospital Doctor Negrín
Por el momento, el prototipo ha sido estudiado en ratas y este noviembre se implantará en un cerdo en el Hospital Doctor Negrín de Las Palmas de Gran Canaria. Una vez se realice la operación, permanecerá en el animal durante al menos un año. En este periodo se evaluará su reacción, así la comunicación de la propia interfaz.
Si la experimentación animal concluye con éxito, los investigadores pasarán a aplicarlo en pacientes con problemas motóricos. En consecuencia, el implante sería capaz de recoger toda la información que sale del cerebro para enviarla a un exoesqueleto o robot.
Para que este proceso salga adelante, el paciente realizará un esfuerzo de «imaginería cerebral», se activarán las neuronas y se preparará el movimiento deseado.
El dispositivo tiene un tamaño reducido, el necesario para establecerse en el hueso y ha sido confeccionado con materiales biocompatibles, como titanio quirúrgico y metacrilato. En su interior incorpora sensores que no solo registran los cambios hemodinámicos del cerebro, sino que también miden los cambios eléctricos en la zona.
El equipo científico incluye la participación de la investigadora Estefanía Hernández, así como de otros científicos de la Universidad de La Laguna, empresas y equipos de investigación europeos, americanos y nacionales.
Los investigadores del proyecto concluyen que la experiencia con otro tipo intervenciones más profundas, como los electrodos en el interior del cerebro, son «muy invasivas», con implantes de corta duración, de forma que «lo mejor» ha sido evitar la introducción en el órgano. La presencia de un cuerpo extraño en el cerebro produce un rechazo importante con la creación de un granuloma de cuerpo extraño. E incluso puede llegar a destruir el dispositivo, según apostilla José Luis González.
Neurorehabilitación de trastornos mentales
Además de este proyecto tecnológico, el Instituto Universitario de Neurociencia (IUNE) cuenta con proyectos para la automatización del diagnóstico en trastornos mentales. Es el caso de la investigación de Hipólito Marrero, director del IUNE. Estudia la creación de una herramienta que evalúa funciones cognitivas y circuitos cerebrales alterados en trastornos de ansiedad, alimentarios y el obsesivo-compulsivo (TOC).
Asimismo, la herramienta «Neurocogtool» identifica si se sufre un trastorno dentro del espectro, el tipo y las funciones cognitivas alteradas con la ayuda de algoritmos de inteligencia artificial. Según su investigador principal, «Neurocogtool» realiza una evaluación «rápida», que no supera los 40 minutos, sobre la respuesta conductual, cerebral y la actividad ocular.
El paso previo al diagnóstico está en la recolección de datos. Se precisa de un electroencefalograma para registrar la actividad cerebral ante la presentación de estímulos.
Hipólito Marrero explica que el proyecto ya ha pasado su primera fase con pruebas en población general. Ahora se encamina hacia un segundo apartado que prevé la experimentación en población clínica.
Marrero justifica la existencia de este proyecto con el hecho de que el diagnóstico clínico puede presentar errores, al contar con patrones previos que muestran «poca información» sobre el estado cerebral.
«La ventaja de este proyecto es que la evaluación y el diagnóstico permiten a su vez el diseño de estrategias de rehabilitación de este tipo de trastornos, mediante entrenamiento cognitivo y técnicas de estimulación cerebral no invasiva», comenta.
Funciones cognitivas para una mejor actuación profesional
La profundización de análisis en trastornos ayudará a establecer nuevos fármacos y mejorar la precisión en técnicas como la estimulación magnética transcraneal, según apostilla Manuel de Vega, neuropsicólogo e investigador del IUNE.
En ese sentido, a través de un proyecto multidisciplinar que dirige de Vega junto a González, se aboga por estudiar «en profundidad” enfermedades como el Trastorno Obsesivo Compulsivo.
El equipo investigador se detiene en analizar las repercusiones de la enfermedad desde el nivel «más macro al micro». Asimismo, se hace especial hincapié en las alteraciones neuro-funcionales, de conectividad entre áreas, y neuroquímicas, con las que se podría visualizar el desequilibrio de neurotransmisores en determinadas situaciones.
Para Hipólito Marrero, Manuel de Vega y José Luis González, neurocientíficos del IUNE, el conocimiento sobre los trastornos cerebrales sigue siendo escaso, sobre todo en la línea investigadora más funcional y cognitiva.
Concluyen que la evaluación funcional de la actividad cerebral será clave para una intervención «adecuada, en el lugar adecuado» en consulta, que pueda ser complementaria a la aplicación de fármacos.
