Un equipo de investigadores financiado por DARPA ha creado un dispositivo neural-grabación novedosa que puede ser implantado en el cerebro a través de los vasos sanguíneos, lo que reduce la necesidad de cirugía invasiva y los riesgos asociados a la violación de la barrera sangre-cerebro.La tecnología fue desarrollada en virtud de la DARPA fiable Tecnología Neural-interfaz del programa (RE-NET) , y ofrece nuevas posibilidades de ampliar de forma segura el uso de interfaces cerebro-máquina (IMC) para el tratamiento de discapacidades físicas y trastornos neurológicos.
En un artículo publicado en la revista Nature Biotechnology , los investigadores en el Laboratorio Bionics vascular de la Universidad de Melbournedirigido por el neurólogo Thomas Oxley, MD, describen los resultados de una prueba de concepto de un estudio realizado en ovejas que demuestran las mediciones de alta fidelidad tomadas desde el motor corteza de la región del cerebro responsable de controlar el movimiento voluntario usando un nuevo dispositivo del tamaño de un pequeño clip.
Este nuevo dispositivo, que el equipo de Oxley apodado el «stentrode,» fue adaptado de off-the-shelf-stent tecnología una herramienta terapéutica familiar para la limpieza y la reparación de los vasos sanguíneos, para incluir una serie de electrodos. Los investigadores también se dirigieron al doble reto de hacer que el dispositivo lo suficientemente flexible como para pasar con seguridad a través de los vasos sanguíneos que curvan, sin embargo, lo suficientemente rígida que la matriz puede surgir del tubo de entrega a su destino.
Considerando matrices de electrodos tradicionales se implantan en el cerebro a través de un procedimiento quirúrgico que requiere abrir el cráneo, la stentrode se entrega a través de la angiografía por catéter, un procedimiento de bajo riesgo mucho. El catéter se inserta en un vaso sanguíneo en el cuello. Luego, los investigadores utilizan imágenes en tiempo real para guiar el stentrode a una ubicación precisa en el cerebro, donde el stentrode continuación, se expande y se adhiere a las paredes del vaso sanguíneo para leer la actividad de las neuronas cercanas. La tecnología stentrode aprovecha técnicas bien establecidas desde el campo de la cirugía endovascular, que utiliza los vasos sanguíneos como portales de acceso a las estructuras profundas al tiempo que reduce en gran medida el trauma asociado con la cirugía abierta. Las técnicas endovasculares se utilizan habitualmente para la reparación quirúrgica de los vasos sanguíneos dañados y para la instalación de los dispositivos tales como stents y electrodos de estimulación para marcapasos cardíacos.
Para este estudio, el equipo de investigación puso el stentrode en una vena cortical superficial que recubre la corteza motora, donde se ha podido detectar señales eléctricas generadas por las neuronas motoras superiores en el cerebro que señalan información sobre el movimiento.
«DARPA ha demostrado previamente cerebro controlan directa de una prótesis por pacientes paralizados provistos de penetrar matrices de electrodos implantados en la corteza motora del cerebro durante la cirugía abierta tradicional,» dijo Doug Weber , el director del programa de RE-NET. «Al reducir la necesidad de cirugía invasiva, la stentrode puede allanar el camino para las implementaciones más prácticas de este tipo de aplicaciones que cambian la vida de las interfaces cerebro-máquina».
Los resultados publicados demuestran la medición de las señales del cerebro con el stentrode que son cuantitativamente similares a las mediciones realizadas por las matrices electrocorticografía superficiales disponibles comercialmente implantadas durante la cirugía cerebral abierta. Además, el estudio logró grabaciones crónicas en el movimiento libremente ovejas para un máximo de 190 días, lo que indica que la implantación del dispositivo podría ser seguro para el uso a largo plazo.
El equipo de investigación está planeando la primera prueba en humanos de la stentrode en 2017 en el Hospital Royal Melbourne en Melbourne, Australia.
Co-financiación y apoyo para el desarrollo de la stentrode y los consiguientes ensayos preclínicos fueron proporcionados por la Oficina de Investigación Naval global .
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Pie de foto: El «stentrode», creado por la Universidad de Laboratorio Vascular Bionics de Melbourne, se adapta un stent off-the-shelf para incluir una serie de electrodos de grabación. El dispositivo se entrega al cerebro a través de los vasos sanguíneos en el cuello, evitando así muchos de los riesgos asociados con la colocación tradicional de implantes neuronales a través de cirugía de cerebro abierta. (Imagen: Universidad de Melbourne)
http://www.darpa.mil/news-events/2016-02-08