La neurotecnología adaptativa pretende restaurar las funciones corporales y encefálicas
Las interfaces encéfalo-neurona-máquina (B/NMI, por sus siglas en inglés) convierten la actividad encefálica en señales que permiten a los usuarios controlar dispositivos externos con el pensamiento. Estos dispositivos ayudan a las personas que padecen parálisis, demencia o han sufrido un ictus a recuperar el movimiento, la comunicación o la función cognitiva. Desgraciadamente, las B/NMI incruentas (sin implantes encefálicos) disponibles en la actualidad carecen de la versatilidad necesaria, debido a la limitada calidad de la señal. «Además, normalmente solo leen la actividad encefálica, pero no la “escriben” o modulan directamente, porque esa estimulación interfiere con los registros de señales encefálicas. Esta capacidad es fundamental para restaurar o complementar la retroalimentación sensorial para el aprendizaje y el control neuroprotésico preciso», explica Surjo Soekadar, coordinador del proyecto NGBMI, financiado por el Consejo Europeo de Investigación. Para superar estas limitaciones, el equipo de NGBMI ha combinado las B/NMI con sistemas de estimulación magnética transcraneal (EMT) y estimulación eléctrica transcraneal (EET).
Estimulación adaptativa basada en la actividad encefálica
En realidad, el trabajo previo realizado por Soekadar y sus colegas había sentado las bases del proyecto NGBMI, al demostrar por primera vez que las las oscilaciones encefálicas pueden medirse durante la EET. Se trataba de desarrollar un exoesqueleto de mano controlado por B/NMI, para que una persona con tetraplejia pudiera recuperar la movilidad necesaria para sus actividades cotidianas. El equipo de NGBMI consiguió desarrollar un sistema móvil que integra B/NMI con EET, lo que permite una estimulación adaptativa instantánea basada en la actividad encefálica. El sistema consta de un capuchón de electrodos y un amplificador de señal inalámbrico conectados a una tableta informática, que ejecuta un «software» de procesamiento de señales instantáneo que acciona dispositivos externos, como exoesqueletos o robots, al tiempo que ajusta la EET a la actividad encefálica en curso. Probado primero en individuos sanos, el sistema se trasladó a pacientes con trastornos neuropsiquiátricos y neurológicos, como depresión, demencia e ictus, centrado específicamente en abordar el deterioro de la función motora o cognitiva. «Demostramos la potenciación o supresión selectiva de oscilaciones encefálicas específicas, modulando con eficacia comportamientos, síntomas o funciones conexas, como la memoria de trabajo», afirma Soekadar, del hospital universitario Charité de Berlín. Por ejemplo, el equipo potenció selectivamente las oscilaciones alfa fronto-parietales, lo que mejoró la capacidad de los participantes para memorizar imágenes, lo cual ofrece un posible tratamiento contra trastornos neurodegenerativos, como la enfermedad de Alzheimer. Dado que la EMT y la EET convencionales tienen una precisión espacial y una profundidad de penetración limitadas, también se desarrolló un principio de estimulación novedoso denominado estimulación magnética de interferencia temporal (EMTI). Gracias a una subvención de prueba de concepto del Consejo Europeo de Investigación y al apoyo del programa SPARK BIH, se presentó una patente del dispositivo y ahora se está concediendo la licencia a eemagine Medical Imaging Solutions y ANT Neuro, ambas empresas líderes en neurotecnología con sede en la Unión Europea (UE) y alcance mundial.
Tecnología para mejorar los resultados clínicos
El uso que hace el equipo del proyecto NGBMI de la tecnología para restablecer las funciones corporales y encefálicas y, en última instancia, capacitar a las personas, se ajusta bien a las políticas de la UE en materia de sanidad electrónica, tecnología asistencial y neurorrehabilitación. Entre sus posibles aplicaciones están la neuromodulación a domicilio para la depresión, la mejora cognitiva en la demencia y la neurorrehabilitación de pacientes que hayan sufrido un ictus, lo que mejorará su calidad de vida y reducirá los costes sanitarios. «Como psiquiatra, mi objetivo era desarrollar un método incruento que, con el tiempo, se volviera redundante al “entrenar” el sistema nervioso central —añade Soekadar—. Sin embargo, debemos recordar que, aunque las intervenciones neurotecnológicas pueden modular los síntomas, por sí solas no pueden resolver las causas profundas de los trastornos mentales». En la actualidad, el equipo se prepara para llevar a cabo ensayos clínicos a gran escala, al tiempo que persigue la aprobación reglamentaria de la EMTI y la comercialización del exoesqueleto encefálico/neural para la rehabilitación de ictus. A continuación, el plan es integrar el enfoque de la EMTI con sensores cuánticos, para desarrollar una interfaz encéfalo-ordenador cuántica bidireccional. A medida que los sensores cuánticos proporcionen registros más precisos de la actividad encefálica, esto podría permitir una descodificación neuronal más exacta y una neuromodulación selectiva, lo que mejoraría la neurorrehabilitación, la cognición y la asistencia. El equipo también analizará la optimización impulsada por la inteligencia artificial para mejorar aún más la eficacia a largo plazo de las soluciones avanzadas de neuromodulación.
Palabras clave
NGBMI, neurotecnología, encéfalo, neural, interfaz, demencia, tecnología asistencial, cuántica, salud mental, movilidad
