Un equipo científico de la Universidad Rice ha desarrollado el estimulador cerebral implantable más pequeño probado en un paciente humano. Este dispositivo, de un tamaño comparable al de un guisante, se alimenta de forma inalámbrica gracias a la tecnología de transferencia de energía magnetoeléctrica. Fue desarrollado en el laboratorio de Jacob Robinson en colaboración con Motif Neurotech y los médicos Dr. Sameer Sheth y Dr. Sunil Sheth. El dispositivo se coloca sobre la duramadre, la membrana protectora adherida al cráneo, y se alimenta a través de un transmisor externo.
Conocido como Terapéutico Sobrecerebro Digitalmente programable (DOT), este dispositivo promete revolucionar el tratamiento de la depresión resistente a medicamentos y otros trastornos neurológicos y psiquiátricos. Ofrece una alternativa menos invasiva y más accesible en comparación con las actuales terapias de neuroestimulación y otras interfaces cerebro-computadora (BCI). El DOT otorga mayor autonomía al paciente, al mismo tiempo que reduce las complicaciones quirúrgicas y los riesgos asociados a los dispositivos implantables tradicionales.
Las tecnologías de estimulación cerebral implantables actuales dependen de baterías grandes ubicadas bajo la piel y conectadas mediante cables largos al dispositivo de estimulación. Estas características conllevan la necesidad de cirugías adicionales, incrementan el riesgo de rotura o fallo de los cables y obligan a futuras intervenciones para el reemplazo de las baterías. El dispositivo de Rice, por el contrario, utiliza un material que convierte los campos magnéticos en pulsos eléctricos, lo que facilita su uso sin requerir maniobras complejas y minuciosas para su activación y control.
"Nuestro implante obtiene toda su energía a través de este efecto magnetoeléctrico"
"Eliminamos la necesidad de una batería alimentando el dispositivo de forma inalámbrica mediante un transmisor externo", matiza Joshua Woods, estudiante graduado en ingeniería eléctrica en el laboratorio Robinson y autor principal del estudio publicado en Science Advances. "Nuestro implante obtiene toda su energía a través de este efecto magnetoeléctrico", explica Robinson, fundador y director ejecutivo de Motif, una startup formada a través de Rice Biotech Launch Pad que está trabajando para llevar el dispositivo al mercado. "La física de esa transferencia de energía la hace mucho más eficiente que cualquier otra tecnología de transferencia de energía inalámbrica en estas condiciones", añade.
La empresa Motif Neurotech, junto con otras en el campo de la neurotecnología, explora el potencial de las interfaces cerebro-computadora para mejorar los tratamientos de trastornos neurológicos. Los investigadores probaron temporalmente el dispositivo en un paciente humano, logrando estimular la corteza motora y generando una respuesta de movimiento en la mano. También demostraron su interacción estable con el cerebro durante 30 días en estudios con cerdos.
La visión a futuro de Robinson es que esta tecnología pueda ser utilizada en casa. Un médico prescribiría el tratamiento y proporcionaría las directrices para el uso del dispositivo, pero los pacientes mantendrían el control sobre la administración de su tratamiento. La implantación del dispositivo requeriría un procedimiento mínimamente invasivo de unos 30 minutos, con una recuperación que permitiría al paciente volver a casa el mismo día.
"En casa, el paciente se ponía su sombrero o dispositivo portátil y se comunicaba con el implante, presionaba 'ir' en su iPhone o su reloj inteligente, y luego la estimulación eléctrica de ese implante activaba una red neuronal dentro del cerebro", puntualiza Robinson en base a los ensayos realizados por los investigadores.
Para trastornos como la epilepsia, podría ser necesario mantener el dispositivo encendido de forma continua, pero para condiciones como la depresión o el TOC, unos pocos minutos de estimulación diaria podrían ser suficientes para lograr los efectos deseados.
Robinson destaca la posibilidad de desarrollar implantes que no solo estimulen, sino que también registren la actividad cerebral, permitiendo terapias adaptativas personalizadas. Motif Neurotech ya está trabajando en obtener la aprobación de la FDA para llevar a cabo ensayos clínicos a largo plazo en humanos.