Descifrar el lenguaje eléctrico del cerebro es la próxima frontera en medicina de precisión

INBRAIN está desarrollando interfaces cerebro-computadora revolucionarias de grafeno para decodificar y tratar afecciones neurológicas mediante neuromodulación precisa y en tiempo real.

Este trabajo permitirá personalizar los tratamientos a partir del aprendizaje de los patrones neuronales únicos de cada paciente, lo que posibilitará intervenciones adaptativas a nivel de circuitos.

El objetivo a largo plazo es crear el primer "neuroelectroma" humano, es decir, un mapa de referencia de las señales cerebrales para transformar el diagnóstico, el tratamiento y la atención predictiva.

Cuando se lanzó el Proyecto Genoma Humano a principios de la década de 1990, su misión era audaz y sin precedentes: decodificar toda la secuencia del ADN humano y sentar las bases de la medicina personalizada. En las décadas transcurridas desde entonces, la genómica ha revolucionado nuestra comprensión de las enfermedades, ha abierto nuevas fronteras en el desarrollo de fármacos y ha contribuido a marcar el comienzo de una era de atención médica individualizada.

Hoy nos encontramos al borde de una nueva frontera, no en nuestros genes, sino en nuestro sistema nervioso.

En INBRAIN Neuroelectronics, creemos que decodificar el lenguaje eléctrico del cerebro será tan transformador para la neurociencia como lo fue la secuenciación para la genómica. Comprender cómo se comunican nuestras neuronas a través de impulsos eléctricos, patrones y frecuencias es la clave para tratar algunos de los trastornos neurológicos y psiquiátricos más intratables. Nuestro trabajo no consiste solo en crear mejores implantes o terapias, sino en construir un nuevo tipo de plataforma médica. Una plataforma que mapea y modula la actividad relacionada con el cerebro con precisión, seguridad y personalización.

Comprender el código del cerebro

El cerebro humano contiene más de 86 000 millones de neuronas, cada una de las cuales se comunica mediante una combinación de señales eléctricas y químicas que determinan desde la memoria y las emociones hasta los movimientos y los pensamientos. Sin embargo, a pesar de los notables avances científicos y tecnológicos en el campo de la imagenología y la farmacología, aún no disponemos de un mapa detallado de este código neuronal ni tenemos la capacidad de interactuar con él en tiempo real.

Esta es una de las limitaciones fundamentales en el tratamiento de las enfermedades neurológicas. En la actualidad, las intervenciones terapéuticas se centran principalmente en los síntomas, en lugar de resolver la disfunción eléctrica subyacente en los circuitos neuronales. Los medicamentos pueden ser imprecisos, tardar en hacer efecto y tener numerosos efectos secundarios. Incluso los dispositivos actuales de estimulación cerebral funcionan en gran medida con programas estáticos, con un grado limitado de personalización y adaptabilidad.

Lo que falta es una comprensión dinámica y de alta resolución de cómo se comportan los circuitos cerebrales y de cómo cambian a lo largo del tiempo – un conocimiento esencial para repararlos.

Una nueva interfaz: neuromodulación autónoma con grafeno impulsada por IA

Aquí es donde entra en juego INBRAIN. Estamos construyendo la plataforma de interfaz cerebro-computadora (BCI, por sus siglas en inglés) más avanzada del mundo utilizando grafeno, una capa de carbono de un átomo de espesor que es extraordinariamente flexible, biocompatible y conductora. Nuestros electrodos de grafeno ultrafinos pueden decodificar y modular la actividad neuronal con una resolución espacial y temporal sin precedentes, con una gran flexibilidad y maximizando la calidad de la señal.

Pero el hardware es solo la mitad de la historia. Nuestra plataforma funciona con algoritmos de inteligencia artificial que aprenden de los patrones neuronales únicos de cada paciente y adaptan los protocolos de modulación en función de la información recibida en tiempo real. Esto crea un sistema autónomo de circuito cerrado que trata al paciente y evoluciona junto con su estado y sus necesidades.

Al igual que la genómica permitió a la medicina pasar de las hipótesis a nivel poblacional a la atención individualizada, nuestro objetivo es permitir una modulación adaptativa a nivel de circuitos que responda a los propios ritmos del cerebro. Estamos pasando de tratar los síntomas a actuar sobre los circuitos que los generan.

De un enfoque único para todos a una medicina neural personalizada

Tomemos como ejemplo la enfermedad de Parkinson. Aunque la estimulación cerebral profunda ha supuesto un gran avance terapéutico para muchos pacientes, los sistemas actuales no son capaces de comprender la complejidad del lenguaje del cerebro y no se adaptan a él. INBRAIN decodifica múltiples síntomas y ajusta la terapia en función de las señales neuronales en tiempo real, proporcionando estimulación cuando y donde se necesita.

Estamos aplicando el mismo principio a otras afecciones neurológicas: epilepsia, rehabilitación tras un ictus, artritis reumatoide y otras. En todos los casos, nuestro objetivo es el mismo: crear un mapa funcional del sistema neural del paciente, identificar los circuitos disfuncionales y aplicar una modulación calibrada con precisión y adaptada a cada persona.

Se trata de medicina de precisión, aplicada no a los genes, sino a las neuronas.

Crear el primer mapa neuronal de referencia

Para ampliar esta visión a gran escala, necesitamos un marco de referencia. Del mismo modo que el Proyecto Genoma Humano creó un mapa universal del ADN, INBRAIN está sentando las bases para crear un "neuroelectrograma humano"—un mapa de referencia decodificado y agregado de señales neuronales y síntomas de diferentes pacientes y afecciones.

Al analizar estas decodificaciones cerebrales de alta resolución a lo largo del tiempo, podemos empezar a comprender cómo funcionan los circuitos neuronales sanos y enfermos en diferentes grupos de edad, estadios de los trastornos y respuestas a los tratamientos. Esto permitirá un diagnóstico más precoz, intervenciones específicas y terapias predictivas antes de la aparición de los síntomas.

Se trata de un objetivo ambicioso, pero creemos que es necesario y alcanzable. El cerebro no es una caja negra, es un sistema. Y, como cualquier sistema, puede ser comprendido, decodificado y tratado, siempre que contemos con las herramientas adecuadas.

La medicina neural como plataforma

Nos encontramos en la confluencia de varias revoluciones tecnológicas: materiales avanzados, inteligencia artificial y electrónica miniaturizada. Por primera vez, disponemos de las herramientas necesarias para crear una interfaz neural segura para su uso a largo plazo, inteligente para personalizar la terapia y lo suficientemente eficaz como para rivalizar con los fármacos.

En INBRAIN, imaginamos un futuro en el que la neuromodulación se convierta en una plataforma: programable como el software, personalizada como la genómica y con el potencial de tratar una amplia gama de afecciones sin efectos secundarios sistémicos. Las aplicaciones van más allá de las enfermedades: desde la recuperación tras un ictus hasta la salud mental, el envejecimiento e incluso la expansión sensorial.

Pero concretar este futuro requiere más que innovación. Requiere confianza, colaboración y un compromiso con el desarrollo responsable.

El próximo proyecto humano

Decodificar el lenguaje eléctrico del cerebro es más que una ambición científica: es un imperativo social. Los trastornos neurológicos y psiquiátricos se encuentran entre las principales causas de discapacidad en el mundo, pero la innovación en materia de tratamiento ha quedado rezagada. Para cambiar esta situación, debemos replantearnos los fundamentos de la medicina de precisión. En lugar de partir de las moléculas, debemos partir de las señales, el código nativo del cerebro.

El próximo salto en la salud humana no vendrá del tratamiento de los síntomas, sino de la comprensión de los circuitos que los producen.