Ingenieros de la Universidad de Rice han desarrollado el estimulador cerebral implantable más pequeño hasta la fecha, el cual ha sido probado en un paciente humano. Este dispositivo, conocido como Digitally programmable Over-brain Therapeutic (DOT), podría cambiar radicalmente el tratamiento para la depresión resistente a medicamentos y otros trastornos psiquiátricos o neurológicos.

El dispositivo, del tamaño de un guisante, es el resultado de una colaboración entre el laboratorio de Jacob Robinson en la Universidad de Rice, Motif Neurotech y los doctores Sameer Sheth y Sunil Sheth. El DOT utiliza tecnología de transferencia de energía magnetoeléctrica para recibir energía de forma inalámbrica a través de un transmisor externo, eliminando la necesidad de baterías voluminosas y cables largos. El material utilizado convierte los campos magnéticos en pulsos eléctricos de manera eficiente y tolera desalineaciones, simplificando su activación y control.

El DOT se coloca sobre la duramadre, la membrana protectora adherida a la base del cráneo, y puede estimular el cerebro de manera precisa. Este enfoque menos invasivo que otras interfaces cerebro-computadora (BCIs) actuales, ofrece una alternativa terapéutica que proporciona mayor autonomía y accesibilidad al paciente.

«En este estudio demostramos que nuestro dispositivo, del tamaño de un guisante, puede activar la corteza motora, lo que resulta en el movimiento de la mano del paciente,» explicó Robinson, profesor de ingeniería eléctrica y bioingeniería en la Universidad de Rice. «En el futuro, podemos colocar el implante sobre otras partes del cerebro, como la corteza prefrontal, donde esperamos mejorar el funcionamiento ejecutivo en personas con depresión u otros trastornos.»

El dispositivo ha demostrado activar la corteza motora de un paciente humano y generar una respuesta de movimiento de la mano. Además, se probó su estabilidad durante 30 días en cerdos, mostrando que puede mantenerse operando de manera confiable en un modelo animal grande.

El DOT podría utilizarse desde la comodidad del hogar. Un médico prescribiría el tratamiento y proporcionaría directrices, pero el paciente tendría el control total sobre cómo administrar la terapia. «El paciente en casa se pondría un gorro o dispositivo portátil para alimentar y comunicarse con el implante, presionaría ‘iniciar’ en su iPhone o reloj inteligente, y la estimulación eléctrica del implante activaría una red neuronal dentro del cerebro,» explicó Robinson.

La tecnología tiene el potencial de transformar terapias en el espacio de la salud mental, donde los efectos secundarios de los medicamentos y la falta de eficacia dejan a muchas personas sin opciones de tratamiento adecuadas. El DOT ofrece una solución menos invasiva y más accesible que la estimulación cerebral profunda (DBS), con la posibilidad de realizar el procedimiento en un centro ambulatorio con una mínima intervención quirúrgica.

Robinson y su equipo están interesados en crear redes de implantes que puedan proporcionar terapias personalizadas basadas en las firmas cerebrales individuales. Motif Neurotech busca la aprobación de la FDA para ensayos clínicos a largo plazo en humanos, y los pacientes y cuidadores pueden inscribirse en el sitio web de Motif Neurotech para recibir información sobre el inicio de estos ensayos.

Este avance ha sido apoyado por la Fundación Robert y Janice McNair, el Instituto Médico McNair, DARPA y la Fundación Nacional de Ciencias.

Por: Cipactli Vargas

Fuentes:

Science Advances
Miniature battery-free epidural cortical stimulators

Rice University. News and Media Relations
Rice team demonstrates miniature brain stimulator in humans