Los trastornos neurológicos son una de las plagas del siglo XXI. El último estudio realizado por la revista The Lancet¹ a nivel global advertía de que el 43% de la población mundial sufría en 2021 alguna afección que afectaba al sistema nervioso, es decir, más de 3.000 millones de personas.

En este contexto, un equipo internacional de investigadores, coordinado por la empresa española INBRAIN², trabaja en el desarrollo de una nueva tecnología implantable de electroestimulación neuronal basada en grafeno flexible, ligera y precisa, y que podría abrir la puerta a nuevas aplicaciones terapéuticas.

El proyecto cuenta con 3,5 millones de euros de financiación europea y parte de la necesidad de explorar las terapias neuroeléctricas como herramientas válidas para decodificar y modular la actividad neuronal, contribuyendo así a restaurar funciones dañadas.

Sin embargo, los implantes actuales desarrollados a partir de materiales como el platino y el iridio son invasivos y están lastrados por su baja resolución.

El grafeno como alternativa

Frente a estas limitaciones, la iniciativa impulsada por la empresa INBRAIN tiene el objetivo de desarrollar neuroterapias implantables de interfaz cerebro-computadora de precisión (BCI) a escala.

La solución consiste en una plataforma completa de sistemas de interfaz neuroelectrónica inteligentes impulsados por puntos de grafeno, un material derivado del grafito con enormes propiedades conductivas, de resistencia y robustez.

A través de implantes neuronales realizados con este material, y con el apoyo de herramientas de Inteligencia Artificial (IA), los investigadores pretenden visualizar e interpretar células neuronales individuales con una resolución inédita; detectar biomarcadores específicos de una terapia, y poner en marcha respuestas adaptativas para obtener mejores resultados en tratamientos personalizados.

Tal y como se explica en la descripción del proyecto, el grafeno ofrece una resolución de señal y una precisión micrométrica únicas, hecho que ayuda a detectar biomarcadores específicos del paciente y permite desencadenar respuestas adaptativas para mejorar los resultados en terapias neurológicas personalizadas.

Una plataforma de dos componentes

El trabajo de INBRAIN, cuya investigación está prevista que concluya en 2025, se centra en una plataforma compuesta por dos componentes. Por un lado, una interfaz cortical de alta resolución diseñada para decodificar y mapear las diferentes señales cerebrales y guiar los procedimientos de resección precisos sin afectar a las regiones cognitivas y del lenguaje, entre otras.

Esta interfaz se integra, a su vez, dentro del proyecto EGNITE, que ha mostrado su potencial en el desarrollo de la próxima generación de interfaces neuronales bidireccionales, según recoge la revista Nature Nanotechnology⁴.

Y por otro lado, una plataforma terapéutica destinada a tratar la enfermedad de Parkinson, la epilepsia y la conversión del pensamiento al habla en pacientes con discapacidades graves.

El primero de estos componentes ya ha sido sometido a pruebas preclínicas y ha demostrado la seguridad de la interfaz de grafeno para el ser humano, según los estándares reglamentarios de la Unión Europea y de Estados Unidos.

Para explorar las capacidades de la interfaz cerebro-computadora, INBRAIN mantiene una colaboración estrecha con socios clínicos y académicos con el objetivo de evaluar la decodificación de las funciones cerebrales centrales, como el movimiento y la producción del habla. Sus responsables confían en consumar la integración de esta tecnología en la plataforma terapéutica implantable para abrir la puerta a un nuevo paradigma de tratamiento, que contemple terapias neurológicas de precisión en tiempo real.