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El primer implante cerebral hecho de grafeno, aclamado como un “material maravilloso” después de su descubrimiento en la universidad de Manchester hace 20 años, está listo para comenzar un ensayo clínico en la ciudad a finales de este mes.
Los investigadores del Instituto Nacional de Grafeno de Manchester esperan que el histórico ensayo conduzca a interfaces entre el cerebro humano y ordenadores externos que sean más sensibles que los dispositivos actuales.
Las aplicaciones potenciales incluyen mejores tratamientos para condiciones neurológicas como la enfermedad de Parkinson y el accidente cerebrovascular, así como la traducción de los pensamientos de personas discapacitadas en habla o movimiento.
Un equipo médico en el hospital Royal de Salford se está preparando para colocar una interfaz flexible con 64 electrodos de grafeno en el cerebro del primer paciente del ensayo, durante la neurocirugía para extirpar un tumor de glioblastoma. El implante estimulará y leerá la actividad neural con alta precisión, para que las partes funcionales del cerebro puedan ser preservadas cuando se extirpe el cáncer.
“El objetivo principal de este ensayo de ‘primera en humanos’ es demostrar la seguridad de los electrodos de grafeno aplicados al cerebro en ocho a diez pacientes”, dijo el profesor de Manchester Kostas Kostarelos, investigador científico principal del ensayo. “También evaluaremos la calidad de las señales registradas y la capacidad del implante para estimular el cerebro.”
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Los implantes fueron producidos por InBrain, una empresa de neurotecnología en Barcelona creada a partir del programa insignia de grafeno de la UE de mil millones de euros, en colaboración con el Instituto Catalán de Nanotecnología y la universidad de Manchester.
La próxima etapa, según la directora ejecutiva de InBrain, Carolina Aguilar, será llevar a cabo ensayos clínicos con el implante terapéutico de la compañía para la enfermedad de Parkinson, que tendrá dos componentes conectados.
Uno se coloca en la capa superficial del cerebro “como un trozo de Cellophane”, leyendo e interpretando su actividad eléctrica, dijo ella. El otro se inserta en el cerebro para dar un estímulo mucho más preciso a las regiones que controlan el movimiento y otras funciones afectadas por el Parkinson que cualquier otro dispositivo de “estimulación cerebral profunda” disponible hoy en día.
Carolina Aguilar y Jose Garrido de InBrain
“Con la inteligencia artificial, el dispositivo puede aprender del cerebro de pacientes individuales para ofrecer terapia neurológica personalizada”, dijo Aguilar.
Las láminas de grafeno consisten en una sola capa de átomos de carbono en una disposición hexagonal, una estructura molecular que le da al material propiedades eléctricas y mecánicas extraordinarias. Sus descubridores, Andre Geim y Kostya Novoselov, ganaron el Premio Nobel de Física en 2010, mientras los investigadores investigaban una serie de aplicaciones en industrias desde energía y aeroespacial hasta electrónica y dispositivos médicos.
Aunque el mercado de grafeno no ha crecido tan rápido como esperaban los primeros optimistas, con analistas estimando ventas globales para 2023 en la región de $300-400 millones, está creciendo a una tasa anual superior al 30 por ciento.
“Sigo pensando que el grafeno es un ‘material maravilloso’ porque hace muchas cosas maravillosas”, dijo Jose Garrido, científico jefe de InBrain. “Ha llevado a un tremendo número de otros descubrimientos científicos, pero traducir esos en aplicaciones en competencia con tecnologías establecidas es extremadamente lento y costoso.”
En cuanto a las aplicaciones médicas, “Desafío a cualquiera a que me muestre un material nuevo llevado desde el descubrimiento a la clínica en menos de 20 años”, agregó Kostarelos.
Él expresó confianza en que las ventajas del grafeno sobre los electrodos metálicos utilizados en otras interfaces cerebro-computadora serían demostradas en la clínica: “Ninguna otra tecnología ofrece una combinación de interfaces miniaturizadas de alta resolución con tanta selectividad en la decodificación de señales.”