Un projecte europeu desenvoluparà implants corticals per recuperar la parla

13/01/2017

Més de 5 milions de persones pateixen afàsia cada any al món, una condició per la qual els pacients perden la capacitat de comprendre i/o expressar-se mitjançant el llenguatge després d’un dany cerebral o durant l’avenç de malalties neurodegeneratives. Les interfícies cervell-ordinador, possibles gràcies a tecnologies i materials punters, són una oportunitat prometedora per al tractament dels pacients amb afàsia. Aquestes interfícies recullen i descodifiquen informació sobre l’activitat neuronal directament de la seva font a través d’elèctrodes implantats al cervell. En qualsevol cas, la neurorehabilitació de funcions cognitives superiors com el llenguatge encara genera seriosos dubtes. El repte ara mateix consisteix en dissenyar implants neurals que cobreixin àrees del cervell prou grans com per permetre una descodificació detallada de l’activitat neuronal en diverses regions del cervell que són clau per al processament del llenguatge.

BrainCom és un projecte FET Proactive finançat per la Comissió Europea amb 8,35M€ per els propers 5 anys. Aquesta iniciativa interdisciplinària involucra a 10 institucions, incloent-hi experts en tecnologia, enginyeria, biologia, clínica i ètica. Tots ells col·laboren per desenvolupar una nova generació de dispositius prostètics corticals que permetin l’estimulació i seguiment a gran escala de l’activitat cortical per estudiar les funcions cognitives superiors. El projecte BrainCom assentarà les bases d’una nova línia de coneixement i tecnologies orientades al desenvolupament de la futura generació de pròtesis neurals per recuperar la parla. Per a aconseguir-ho cobrirà els diferents nivells de la cadena de valor: de la tecnologia i l’enginyeria fins a la neurociència bàsica del llenguatge, i de la recerca preclínica en animals fins als estudis clínics amb persones.

Aquest nou projecte està coordinat pel Prof. ICREA José A. Garrido, Group Leader del Grupde Materials i Dispositius Electrònics Avançats de l’Institut Català de Nanociència i Nanotecnologia (ICN2) i colíder del paquet de treball dedicat a Tecnologies Biomèdiques en el Graphene Flagship. La reunió de llançament de BrainCom se celebra del 12 al 13 de gener de 2017 a l’ ICN2 i la Universitat Autònoma de Barcelona (UAB).

Avenços recents han demostrat que és possible enregistrar senyals corticals d’una petita àrea de l’escorça motora del cervell i descodificar-les per permetre que pacients tetraplègics puguin activar un braç mecànic i realitzar tasques corrents. Les interfícies cervell-ordinador també s’han aplicat amb èxit per facilitar que pacients tetraplègics incapaços de parlar comuniquessin els seus pensaments seleccionant lletres en una pantalla mitjançant registres electroencefalogràfics (EEG) no invasius. Les funcionalitats d’aquests dispositius es poden veure multiplicades si es disposa d’Informació neuronal més precisa.

El projecte BrainCom proposa una tecnologia electroencefalogràfica radicalment nova que aplica les incomparables propietats mecàniques i elèctriques de nous nanomaterials como el grafé, els materials 2D i els semiconductors orgànics. Els membres del consorci fabricaran implants corticals i intracorticals ultra-flexibles que s’ubicaran a la superfície del cervell, permetent així l’enregistrament  d’alta densitat i l’estimulació de punts estratègics sobre una gran superfície de l’escorça. Aquesta estratègia permetrà en paral·lel l’estimulació i descodificació de l’activitat cortical amb una resolució espacial i temporal sense precedents.

Aquestes tecnologies impulsaran l’avanç del coneixement bàsic de les xarxes corticals relacionades amb la parla i el desenvolupament  d’estratègies de rehabilitació que ajudin a recuperar la parla mitjançant nous paradigmes d’interacció cervell-ordinador. Les innovacions tecnològiques desenvolupades en el projecte també trobaran aplicacions en l’estudi d’altres funcions cognitives superiors del cervell, com ara l’aprenentatge o la memòria, i altres aplicacions clíniques com ara el monitoratge de l’epilèpsia.
 
Els membres del consorci del projecte BrainCom són:

·         Institut Català de Nanociència i Nanotecnologia (ICN2) – Espanya (Coordinador)
·         Centro Nacional de Microelectrónica (CNM-IMB-CSIC) - Espanya
·         University Grenoble Alpes - França
·         ARMINES/ Ecole des Mines de St. Etienne - França
·         Centre Hospitalier Universitaire de Grenoble - França
·         Multichannel Systems - Alemanya
·         University of Geneva - Suïssa
·         University of Oxford – Regne Unit
·         Ludwig-Maximilians -Universität München - Alemanya
·         Wavestone - Luxemburg