BrainGate es un sistema de implante cerebral , actualmente en desarrollo y en ensayos clínicos, diseñado para ayudar a quienes han perdido el control de sus extremidades u otras funciones corporales, como los pacientes con esclerosis lateral amiotrófica (ELA) o lesión de la médula espinal . La tecnología Braingate y los activos relacionados de Cyberkinetic ahora son propiedad de la empresa privada Braingate, Co. [1] El sensor, que se implanta en el cerebro , monitorea la actividad cerebral del paciente y convierte la intención del usuario en comandos de computadora.
En su forma actual, BrainGate consiste en un sensor implantado en el cerebro y un dispositivo decodificador externo, que se conecta a algún tipo de prótesis u otro objeto externo. El sensor tiene la forma de un conjunto de microelectrodos , anteriormente conocido como Utah Array, que consta de 100 electrodos finos como un cabello que detectan la firma electromagnética de las neuronas que se activan en áreas específicas del cerebro, por ejemplo, el área que controla el movimiento del brazo. . El sensor traduce esa actividad en señales cargadas eléctricamente, que luego se envían a un dispositivo externo y se decodifican en un software. El decodificador se conecta y puede utilizar las señales del cerebro para controlar un dispositivo externo, como un brazo robótico, un cursor de computadora o incluso una silla de ruedas. En esencia, BrainGate permite a una persona manipular objetos del mundo utilizando únicamente la mente.
Además del análisis en tiempo real de patrones neuronales para transmitir el movimiento, la matriz BrainGate también es capaz de registrar datos eléctricos para su posterior análisis. Un uso potencial de esta característica sería que un neurólogo estudiara los patrones de convulsiones en un paciente con epilepsia .
BrainGate fue desarrollado originalmente por investigadores del Departamento de Neurociencia de la Universidad de Brown en conjunto con la empresa de biotecnología Cyberkinetics, Inc. Posteriormente, Cyberkinetics escindió la fabricación del dispositivo a Blackrock Microsystems, quien ahora fabrica los sensores y el hardware de adquisición de datos. [2] BrainGate Company compró la propiedad intelectual y la tecnología relacionada de Cyberkinetics y continúa siendo propietaria de la propiedad intelectual relacionada con BrainGate. [1] [2]
Los primeros experimentos reportados que involucraron la implantación de la matriz de microelectrodos en un sujeto humano fueron llevados a cabo en 2002 por Kevin Warwick , Mark Gasson y Peter Kyberd . [3] El procedimiento, que se realizó en la enfermería Radcliffe , implicó la implantación de la matriz en los nervios periféricos del sujeto para lograr con éxito la funcionalidad tanto motora como sensorial, es decir, señalización bidireccional. [4]
El posterior ensayo clínico completo de BrainGate fue dirigido por investigadores del Hospital General de Massachusetts , la Universidad de Brown y el Departamento de Asuntos de Veteranos de los Estados Unidos y se desarrolló entre 2004 y 2006, e incluyó el estudio de cuatro pacientes con tetraplejía . Los resultados, publicados en un artículo de 2006 en la revista Nature , mostraron que un humano con tetraplejia era capaz de controlar un cursor en la pantalla de una computadora con solo pensar, lo que le permitía abrir correos electrónicos y operar dispositivos como un televisor. [5] Un participante, Matt Nagle , tenía una lesión en la médula espinal, mientras que otro tenía ELA avanzada . [6]
En julio de 2009, investigadores del Hospital General de Massachusetts, la Universidad de Brown y el VA de Providence iniciaron un segundo ensayo clínico, denominado "BrainGate2". [7] [8] En noviembre de 2011, investigadores del Laboratorio Traslacional de Prótesis Neurales de la Universidad de Stanford se unieron al ensayo como segundo sitio. [9] Este ensayo está en curso.
En mayo de 2012, los investigadores de BrainGate publicaron un estudio en Nature que demostraba que dos personas paralizadas por un derrame cerebral varios años antes podían controlar brazos robóticos para alcanzar y agarrar. [10] Una participante, Cathy Hutchinson, pudo usar el brazo para beber café de una botella, [11] la primera vez que pudo beber sin ayuda en 15 años. [12] [13] [14] Esto tuvo lugar en The Boston Home en Dorchester, Massachusetts , una residencia especializada donde residía la Sra. Hutchinson. [15] El estudio incluyó investigadores de la Universidad de Brown, el Departamento de Asuntos de Veteranos, el Hospital General de Massachusetts, la Facultad de Medicina de Harvard y el Centro Aeroespacial Alemán. [14]
Los ensayos clínicos comenzaron en 2009 con el nombre de "BrainGate2 Neural Interface System". [16] [17] En octubre de 2014 [actualizar], la Universidad de Stanford, el Hospital General de Massachusetts, la Universidad Case Western Reserve (Ohio) y el Centro Médico VA de Providence estaban reclutando activamente participantes para el ensayo clínico en curso BrainGate2. [17]
En abril de 2021, BrainGate se convirtió en la primera tecnología en transmitir comandos inalámbricos desde un cerebro humano a una computadora. El estudio clínico utilizó dos participantes con lesiones de la médula espinal. El estudio utilizó un transmisor conectado a la corteza motora del cerebro del sujeto para transmitir las señales. Se informó que la precisión y velocidad de escritura y movimiento eran idénticas a las de las soluciones cableadas. [18]