Un nuevo implante cerebral de grafeno para el tratamiento de trastornos neurológicos

La idea de implantar microchips en el cerebro humano viene de lejos en la ciencia ficción. Una búsqueda rápida en Internet Movie Database permite comprobar que existen por lo menos 55 películas y series de televisión sobre este asunto.

Sin embargo, ahora los implantes de chips en el cerebro se unirán a una lista cada vez más larga de avances tecnológicos que han pasado de ser ciencia ficción a ser un hecho científico, y es posible que durante esta década contemos con soluciones revolucionarias que permitan atender una necesidad médica cada vez mayor. La empresa emergente española INBRAIN está a punto de iniciar ensayos en humanos de su chip cerebral implantable de grafeno, un revolucionario material extremadamente conductivo 200 veces más resistente que el acero y con solo un átomo de espesor.

«La gran ventaja del grafeno es que nos permite crear un sistema de chips mínimamente invasivo y extremadamente biocompatible con una sensibilidad increíble y una resolución de señal neuronal con bajas exigencias de energía», explica Carolina Aguilar, directora ejecutiva de INBRAIN.   

Aunque otras empresas, como Neuralink, de Elon Musk, también trabajan con implantes cerebrales, el uso de grafeno por parte de INBRAIN la diferencia del resto y la ha ayudado a obtener la designación de «dispositivo innovador» de la Food and Drug Administration, el organismo que regula los tratamientos médicos en Estados Unidos. Esta designación allana el camino para acelerar el proceso de aprobación y está reservada a los dispositivos nuevos que suponen un avance decisivo o han demostrado, de forma suficiente, que presentan ventajas significativas con respecto a las alternativas existentes.

El grafeno, un material extraordinario

El grafeno consiste, en esencia, en una única capa de átomos de carbono dispuestos en una estructura reticular hexagonal. Este material bidimensional, un millón de veces más fino que un cabello humano, presenta unas propiedades mecánicas, eléctricas y térmicas excepcionales. Transparente desde el punto de vista óptico, pero lo bastante denso como para ser impermeable a los gases y excepcionalmente resistente, se trata de un material prodigioso con un potencial enorme en campos como la electrónica, el almacenamiento de energía y la biomedicina.

Se aisló por primera vez de forma casual, cuando los profesores Andre Geim y Konstantin Novoselov, de la Universidad de Mánchester, buscaban en una papelera cinta adhesiva desechada que se había empleado para limpiar grafito de una muestra de microscopio. Su artículo «El efecto del campo eléctrico en películas de carbono atómicamente delgadas» les valió el Premio Nobel de Física en 2010. Sir Kostya Novoselov es hoy asesor de INBRAIN

El «sistema en un chip» de INBRAIN contiene interfaces neuronales similares a la piel hechas de grafeno y un procesador neuronal recargable inalámbrico que, junto con su software avanzado de aprendizaje automático, permite cartografiar, decodificar y modular las señales neuronales del cerebro. Este sistema es capaz de detectar señales eléctricas irregulares en el cerebro que, en el caso de la enfermedad de Parkinson, provocan temblores incontrolables, rigidez o desequilibrio postural. Entonces emite pulsos eléctricos para modularlos y, de este modo, controlar los síntomas en tiempo real. En el futuro, el sistema también será capaz de decodificar el pensamiento y traducirlo en palabras en pacientes con afasia tras un ictus u otros trastornos paralizantes.

  • Para saber más sobre el apoyo del BEI a proyectos punteros en el ámbito de la sanidad, lea estos ejemplos.

Un potencial enorme

«Su potencial es enorme», asegura Valeria Iansante, especialista en ciencias de la vida del Banco Europeo de Inversiones, que este año otorgó un préstamo venture debt de 20 millones de euros a INBRAIN para financiar las posibles necesidades futuras de efectivo, lo que complementa el éxito de la empresa en la captación de fondos de capital riesgo.

Un préstamo venture debt es un método de financiación dirigido a empresas en fase inicial que les permite obtener liquidez durante el periodo que transcurre entre rondas de financiación. Ayuda a financiar el crecimiento de empresas jóvenes sin afectar a su valoración ni diluir el control sobre la empresa de los fundadores y los primeros socios o accionistas.

«Lo que la empresa pretende conseguir en el campo de la interfaz cerebro-ordenador y la neuromodulación es todo un avance», afirma Iansante. «Esta tecnología podría tener un impacto muy notable en el tratamiento de trastornos neurológicos como el Parkinson y, probablemente, en el de la epilepsia, la depresión o incluso en el de los trastornos del habla. Por este motivo, nos complace ofrecer nuestro apoyo a la empresa».

El Banco Europeo de Inversiones no es el único que ha reconocido el potencial de la tecnología de INBRAIN. La empresa farmacéutica más antigua de Europa, el grupo sanitario y tecnológico alemán Merck KGaA, con sede en Darmstadt (Alemania), firmó un acuerdo con la empresa en 2021 para cooperar en el desarrollo de terapias bioelectrónicas de próxima generación del nervio vago para tratar enfermedades crónicas, como los trastornos inflamatorios. 

INBRAIN, que tiene su sede en Barcelona, constituye un caso de éxito europeo tanto en la investigación financiada con fondos públicos como para el segmento de la alta tecnología de la ciudad. La empresa se creó en 2020, procedente del Instituto Catalán de Nanociencia y Nanotecnología (ICN2), gracias a un programa de investigación financiado por el proyecto Graphene Flagship de la Unión Europea, una iniciativa investigadora con diez años de duración y un presupuesto de 1 000 millones de euros puesto en marcha en 2013 para promover y coordinar la investigación sobre este material en la UE.

«Siempre nos hemos sentido respaldados por la Unión Europea», subraya Carolina Aguilar, directora ejecutiva de la empresa. «Es fundamental que la UE presente una ambición máxima en materia de innovación y que apueste por empresas como la nuestra. El BEI desempeña una función esencial en el ecosistema europeo de las empresas emergentes. Para nosotros es un mecanismo de la UE excelente para obtener financiación adicional con condiciones favorables para las empresas emergentes».