Simulación de cómo sería el implante aplicado a un ser humano
Simulación de cómo sería el implante aplicado a un ser humano - FOTOS CEDIDAS A ABC

Implantes de grafeno para mejorar la epilepsia y el daño cerebral del coma

La nueva tecnología, con sello español, detecta las señales cerebrales más débiles

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Hasta ahora, era imposible captar muchas señales eléctricas que nuestro cerebro emite a bajas frecuencias. Las guías de electrodos que la comunidad científica utiliza para mapear la actividad cerebral y saber cuando todo funciona correctamente y cuando algo está fallando solo son capaces de captar las señales por encima de cierto umbral de frecuencia (los 0,1 Hz –Herzio–). El resto de la información se pierde y con ella la posibilidad de avanzar en el conocimiento de muchas enfermedades de base neurológica.

El prototipo probado en animales
El prototipo probado en animales

Científicos españoles han logrado al fin superar esa barrera tecnológica y han desarrollado un implante pionero basado en grafeno que detecta actividad cerebral a frecuencias extremadamente bajas (por debajo de los 0,1 Hz), una tecnología que podría permitir en un futuro un conocimiento más profundo del cerebro y, especialmente, de la epilepsia, según explica en declaraciones a ABCAnton Guimerà Brunet, investigador del Instituto de Microcelectrónica de Barcelona (IMB) y participante en el estudio.

La nueva tecnología, publicada en «Nature Materials», se ha desarrollado en el Instituto de Microelectrónica de Barcelona. Centro Nacional de Microelectrónica (IMB-CNM), del CSIC, y en el Instituto Catalán de Nanociencia y Nanotecnología (ICN2), un centro del Barcelona Institute of Science and Technology (BIST) y del CSIC, y se ha adaptado para la lectura de señales cerebrales en colaboración con el Institut d’Investigacions Biomèdiques August Pi i Sunyer (Idibaps). Este prototipo con grafeno podría permitir un conocimiento más profundo del cerebro y facilitar la llegada de una nueva generación de interfaces cerebro-ordenador, una tecnología que se basa en la adquisición de ondas cerebrales para luego ser procesadas e interpretadas por una máquina u ordenador.

Amplifican las señales

La nueva tecnología consiste en una pequeña plataforma dotada de sensores de grafeno (un material semiconductor y altamente flexible, lo que permite una mejor adaptación a la superficie cerebral) que se instala en la zona del cortex cerebral y es capaz de captar las señales más sensibles de nuestro cerebro. Esta pequeña superficie de grafeno va conectada a traves de un cable a un pequeño dispositivo que, finalmente, emite los datos a una terminal para interpretarlos. El resultado es un mapeado de la actividad cerebral de baja frecuencia donde se encuentra información crucial sobre diferentes situaciones que tienen lugar en el cerebro, como por ejemplo el inicio y progresión de un ataque epiléptico.

«Esta nueva tecnología que hasta ahora solo se ha probado en ratones podría en un futuro llevarse a la clínica y permitir mejorar el diagnóstico y tratamiento de enfermedades como la epilepsia, la migraña y también optimizar la medicación de los pacientes en coma, minimizando así las lesiones en el cerebro», añade el científico, quien subraya, sin embargo, que la aplicación a la clínica es solo un proyecto de futuro. «En el terreno de la epilepsia ya hay un grupo de investigación que trabaja en un implante predictivo que permita a los pacientes alertarles de que les va a venir una crisis y otro destinado a mejorar la información que se le da al cirujano cuando va a operar a un paciente con esta enfermedad», avanza Anton Guimerà.

Podría ayudar a minimizar los daños cerebrales en los pacientes en coma

Restablecer el habla

Gracias a la capacidad de crear una matriz con un gran número de puntos de detección, algunos de los autores del presente trabajo están adaptando también la tecnología para restablecer la capacidad de hablar y comunicarse en el marco del proyecto europeo BrainCom.

Coordinado desde el ICN2, este proyecto aportará, según sus investigadores, una nueva generación de interfaces cerebro-ordenador capaces de explorar y reparar funciones cognitivas complejas, como las pérdidas del habla causadas por lesiones cerebrales o de la médula espinal.