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Nueva generación de implantes corticales con grafeno para recuperar el habla

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Esta semana se ha presentado en Barcelona el proyecto europeo BrainCom, que con un presupuesto de 8,35 millones de euros aprovechará las propiedades únicas del grafeno y otros materiales orgánicos para desarrollar una tecnología radicalmente nueva de implantes corticales ultraflexibles. Sus resultados ofrecerán soluciones para rehabilitar pacientes con trastornos en el habla gracias a innovadoras interfaces cerebro-ordenador.

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Graphene Flagship

ICN2 | | 12 enero 2017 14:11

<p>Aprovechando las propiedades únicas de nuevos nanomateriales, como el grafeno, el proyecto BrainCom propone una tecnología radicalmente nueva de implantes corticales. / portal gda</p>

Aprovechando las propiedades únicas de nuevos nanomateriales, como el grafeno, el proyecto BrainCom propone una tecnología radicalmente nueva de implantes corticales. / portal gda

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 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 este trastorno.

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.

Los nuevos implantes permitirán estimular y decodificar la actividad neuronal con una resolución espacial y temporal sin precedentes

En este contexto nace BrainCom, un proyecto FET Proactive financiado por la Comisión Europea con 8,35 millones de euros 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.

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.

El proyecto lo coordina el profesor ICREA José A. Garrido, Group Leader del Grupo de 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 está celebrando del 12 al 13 de enero en el ICN2 y la Universidad Autónoma de Barcelona.

Nuevas interfaces cerebro-ordenador 

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.

BrainCom ayudará a comprender mejor el procesamiento de la información en las redes corticales relacionadas con el habla

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 utraflexibles 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. También permitirá la estimulación y decodificación de la actividad cortical de grandes zonas del cerebro con una resolución espacial y temporal sin precedentes.

Según sus promotores 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 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 la monitorización de la epilepsia.

Miembros del consorcio del proyecto BrainCom

  • 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

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Zona geográfica: España
Fuente: ICN2

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