El primer implante humano en los EE. UU.: una interfaz cerebro-computadora síncrona

Fuente: Geralt/Pixabay

El primer estadounidense fue implantado con uno nuevo y revolucionario. interfaz cerebro-computadora (BCI) en Mount Sinai Health System en Nueva York como parte del ensayo COMMAND de Synchron. Este ensayo clínico es la primera exención de dispositivo de investigación (IDE) otorgada por la Administración de Drogas y Alimentos de los EE. UU. (FDA) para evaluar una interfaz cerebro-computadora implantable de forma permanente.

«Es increíblemente innovación en tecnología de interfaz cerebro-computadora», dijo el investigador principal de COMMAND, David Putrino, PhD, PT, director de innovación en rehabilitación en Mount Sinai Health System y profesor asociado de medicina de rehabilitación en Icahn School of Medicine en Mount Sinai. «Creo que vamos a ver a mucha gente hacer lo mismo porque es una nueva forma de acceder y registrar la actividad cerebral».

Putrino es uno de los investigadores principales del ensayo clínico, que trabaja en el cooperación con Doug Weber, PhD, Universidad Carnegie Mellon, y Tom Oxley, MD, PhD, CEO de Synchron. Putrino es un neurólogo, y su doctorado se centró en el control del movimiento y la comprensión de la neurobiología del control del movimiento, cómo controlar el movimiento, aprender sobre el movimiento voluntario y la recuperación de una lesión cerebral. Cuando obtuvo su doctorado, comenzó a investigar el papel de las interfaces cerebro-computadora para ayudar a los veteranos a recuperarse de la parálisis y la pérdida de extremidades.

«Aunque he investigado mucho en esta área, no me impresionó particularmente la capacidad de la tecnología moderna de interfaz cerebro-computadora para tener un impacto significativo en la vida de alguien, principalmente porque la mayoría de la tecnología con la que hemos trabajado realmente no ha salido del laboratorio «, dijo Putrino. “Puede implantar una matriz de Utah, pero solo puede usar la matriz en un entorno de laboratorio. Cuando llegas a casa, la interfaz cerebro-computadora está apagada. Soy un investigador de ensayos clínicos pragmático y muy orientado a la acción, por lo que me he alejado un poco de las interfaces cerebro-computadora y me he centrado en tecnologías que ayudan a las personas a recuperarse de la parálisis. Pero cuando apareció Synchron, me impresionó la capacidad de la tecnología para traducirse directamente en un uso doméstico independiente. Así que recurrí a Tom».

Tom Oxley cofundó Synchron, una startup de tecnología de interfaz neuronal, en 2016 con el CTO Nicholas Opie, junto con inversores como Max Khodak y Khosla Ventures. Oxley completó una beca en neurocirugía endovascular en el Hospital Mount Sinai en Nueva York, realizó más de 1600 procedimientos neuroquirúrgicos endovasculares y publicó más de 100 artículos científicos revisados ​​por pares.

El propósito de este ensayo clínico es evaluar la seguridad y la eficacia. «El objetivo de implantar a las próximas seis personas en los Estados Unidos es asegurarse de que el implante no cause efectos secundarios y de que las personas con discapacidades graves puedan recibir una señal significativa de su cerebro cuando intentan moverse. «Putrino dijo. . .

Los cinco pacientes tienen ELA (esclerosis lateral amiotrófica o enfermedad de Lou Gehrig), una enfermedad neurodegenerativa incurable, progresiva y mortal en la que mueren las neuronas motoras, lo que afecta la capacidad de iniciar y controlar el movimiento muscular. Los pacientes con ELA pierden la capacidad de hablar, caminar, moverse, agarrar objetos, tragar y, finalmente, respirar. Según la Asociación ALS, la expectativa de vida promedio de los pacientes con ALS es de dos a cinco años.

El proceso de implantación de Stentrode es un procedimiento endovascular mínimamente invasivo. «El primer participante en los Estados Unidos pudo ser dado de alta en dos días», dijo Putrino.

El stent se inserta en el cuerpo a través de la vena yugular y luego se guía a través del seno transverso, la parte del seno yugular que cruza el costado del cuello hacia la línea media, hasta el seno sagital superior, un vaso grande que se encuentra entre los dos hemisferios, en el cerebro. Una vez que el Stentrode está bien colocado, se conecta a un dispositivo en el pecho que se asemeja a un marcapasos que se puede cargar desde una unidad externa. Un receptor externo conectado al dispositivo torácico convierte la actividad cerebral en comandos y los transmite de forma inalámbrica a una computadora. Este proceso permite a los pacientes controlar dispositivos externos como una computadora para actividades como comunicación, redes sociales, banca en línea, comercio electrónico y otras funciones diarias.

El propio implante Synchron utiliza la señal del cerebro para intentar el movimiento y alimentar la interfaz cerebro-computadora. Cómo funciona: cuando un paciente piensa en un movimiento, la tecnología de grabación del implante podrá identificar que algo se ha encendido en el cerebro. los Inteligencia artificial Los algoritmos de aprendizaje automático (AI), entrenados con datos del implante, aprenden con el tiempo a asociar señales cerebrales con varios comandos de computadora.

“Lo que es emocionante y alentador es que la calidad de la señal no se degrada con el tiempo, que es lo que suele suceder con cosas como la matriz de Utah; Pierdes la calidad de la señal con el tiempo porque deja cicatrices en los tejidos», dijo Putrino. “De todos modos, la calidad de la señal de Stentrode mejora ligeramente con el tiempo a medida que el stent se vuelve más estable en el vaso sanguíneo donde se coloca. En términos de su potencial como implante crónico a largo plazo, diría que es una mejora emocionante con respecto a los problemas que hemos tenido con los electrodos implantados en el pasado”.

Esta es la primera persona que se implanta en los Estados Unidos, y cuatro personas ya se han implantado en Australia. Los implantes iniciales que Synchron realizó en Australia fueron menos incapacitantes que el primer participante en los Estados Unidos. Según Putrino, esto fue por diseño.

«Cuando estás probando algo por primera vez, quieres que las personas puedan comunicarse fácilmente contigo si algo está mal o sale mal», dijo Putrino. “Así que estas personas no estaban completamente paralizadas. La primera persona que implantemos en los Estados Unidos, y todas las demás personas que implantemos en los Estados Unidos, tendrán parálisis total en las cuatro extremidades y probablemente no tendrán otra forma de comunicarse verbalmente. Es un poco más complicado, pero estamos aprendiendo sobre la utilidad real de la tecnología».

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