Experts en els camps de la neurociència, la modelització teòrica, la nanotecnologia, els materials nous i la pràctica clínica s'han unit sota el projecte META-BRAIN — abreviatura de Tecnologia Magnetoelèctrica i d’Ultrasons per a la Modulació Avançada del cervell — amb l'objectiu d'aconseguir un control precís sobre els patrons d'activitat cerebral mitjançant l'aplicació innovadora d'imants remots i tecnologia d'ultrasons.
Aquest projecte està coordinat per Mavi Sánchez-Vives, cap del grup de recerca Neurociència de Sistemes de l'IDIBAPS. META-BRAIN introdueix un paradigma d'estimulació pioner amb un potencial prometedor per restaurar patrons normals d'activitat cerebral basats en l'ús de nanoarquitectures magnetoelèctriques i tecnologies d'ultrasons. Amb objectius ambiciosos en la seva base, la iniciativa ha estat recolzada per la Unió Europea en el marc del programa Horizon Europe EIC Pathfinder OPEN 2023 amb finançament proper als 3 milions d'euros.
La prova del concepte proposat implica la fabricació ad hoc de les tecnologies necessàries, incloent-hi el sistema i tots els components de maquinari i programari associats. Per assolir aquest objectiu, META-BRAIN es basa en l'expertesa de socis clínics i empreses especialitzades en la producció de dispositius d'interfície cerebral. Un consorci format per set socis de quatre països europeus guiarà el projecte de 36 mesos cap a l'èxit: Espanya (IDIBAPS, Hospital Clínic de Barcelona, CIBER - Centro de Investigación Biomédica en Red i Zabala Innovation), Itàlia (Consiglio Nazionale delle Ricerche i els seus instituts de recerca Istituto di Elettronica e di Ingegneria dell’Informazione e delle Telecomunicazioni i Istituto per la Microelettronica e Microsistemi), Àustria (G.Tec Medical Engineering) i Suïssa (ETH Zurich).
La necessitat d'un control precís de l'activitat neural
Les alteracions patològiques de la funció neurològica, com els trastorns de la consciència, l'ictus, l'epilèpsia, la depressió, la malaltia de Parkinson o les lesions cerebrals traumàtiques, estan comunament associades a alteracions en els ritmes cerebrals i els patrons d'activitat. Aquestes malalties neuropsiquiàtriques tenen una prevalença de 180 milions de persones per any a la UE i està augmentant cada any. En conseqüència, hi ha una demanda clínica urgent de tractaments capaços de controlar i restablir de manera precisa l'activitat neural.
META-BRAIN està dedicat a aconseguir un control precís sobre els patrons d'activitat cerebral mitjançant l'ús de dues estratègies innovadores: nanopartícules magnetoelèctriques i estimulació cerebral remota amb ultrasons. Per millorar la resolució espacial més enllà de les tecnologies actuals, META-BRAIN explorarà l'ús de nanotecnologies d’avantguarda com els microtransistors de grafè i innovacions avançades com els transductors ultrasònics micromecanitzats capacitius. Aquests mètodes seran provats amb mostres biològiques utilitzant tècniques mínimament invasives. A més, les dades recopilades i els models teòrics corresponents s'utilitzaran per estimar les forces magnètiques necessàries per generar els patrons espacials desitjats i la distribució del camp elèctric a causa de diferents disposicions de les nanopartícules.
El projecte té com a objectiu generar evidència substancial per demostrar que les tecnologies i els dispositius basats en META-BRAIN tenen un valor terapèutic quantificat pels pacients. A més, busca assegurar l'escalabilitat, la biocompatibilitat i el compliment de totes les certificacions reguladores i d'aprovació internacionals necessàries.
En resum, META-BRAIN inaugura un enfocament totalment nou mitjançant la sinergia de la nanotecnologia, la nano- i microelectrònica, els materials d'avantguarda, la neurociència, la neurologia clínica i la modelització computacional. Aquesta convergència no només promet aplicacions terapèutiques sinó també una augmentació sensorial a través d'interfícies cerebrals.
Funded by the European Union under grant agreement no 101130650. Views and opinions expressed are however those of the author(s) only and do not necessarily reflect those of the European Union (EU) or European Research Executive Agency (REA). Neither the EU nor REA can be held responsible for them.
