Interfaz cortical flexible de grafeno permite mapeo en tiempo real durante cirugía de tumores

El mapeo funcional seguro y preciso durante la cirugía de tumores cerebrales es fundamental para preservar el habla y el movimiento. Los electrodos metálicos convencionales pueden ser rígidos y menos sensibles, lo que limita su capacidad para adaptarse a la anatomía cortical y capturar la actividad detallada durante la resección.

Los cirujanos también necesitan herramientas que se integren con los sistemas intraoperatorios estándar y que permitan la decodificación en tiempo real de la corteza elocuente. Una nueva interfaz cortical basada en grafeno ofrece ahora la captura y decodificación de señales neuronales intraoperatorias de alta resolución, evaluadas durante la resección del tumor.

La interfaz cortical basada en grafeno de INBRAIN Neuroelectronics completó el reclutamiento de pacientes en un estudio pionero en humanos para evaluar su rendimiento en la decodificación y el mapeo cerebral durante resecciones neuroquirúrgicas de tumores.

Se reclutaron diez pacientes; ocho se sometieron a cirugía y se recopilaron conjuntos de datos completos en todos ellos, sin observarse fallos perioperatorios del dispositivo durante su uso. El estudio (NCT06368310) está patrocinado por la Universidad de Manchester y se lleva a cabo en colaboración con Northern Care Alliance NHS Foundation Trust.

Durante la cirugía, los electrodos de grafeno se utilizaron junto con los sistemas de monitorización estándar. En algunos procedimientos con el paciente despierto, los pacientes realizaron tareas como nombrar objetos, lo que permitió a los investigadores evaluar la capacidad del sistema para decodificar la representación del habla en el cerebro con alta resolución.

Diseñados para ser ultrafinos, micrométricos y altamente flexibles, los electrodos se adaptan a las superficies corticales y acceden a áreas de difícil acceso; al reemplazar los contactos metálicos con grafeno, permiten una detección de señal de mayor resolución y una estimulación más precisa para facilitar la decodificación y el mapeo en tiempo real.

La seguridad es el objetivo principal del estudio, con objetivos secundarios centrados en la calidad de la señal, la estabilidad, la capacidad de estimulación y la idoneidad para el uso intraoperatorio con instrumental quirúrgico y equipos de registro estándar.

Se observó un perfil de seguridad perioperatoria favorable, sin que se notificaran eventos adversos relacionados con el dispositivo en los ocho pacientes tratados hasta el alta quirúrgica. El criterio de valoración principal incluye un período de monitorización de seguridad posoperatoria de 90 días que incorpora imágenes.

"La capacidad de detectar la actividad neuronal de alta frecuencia con precisión micrométrica y, además, modularla, proporciona un nivel de conocimiento totalmente nuevo sobre las interacciones entre el cerebro y los tumores, así como sobre la decodificación y el mapeo funcional del cerebro. Este nivel de resolución tiene el potencial de mejorar significativamente la precisión quirúrgica y abrir nuevas vías para el tratamiento de los trastornos neurológicos", afirmó el Dr. David Coope, investigador clínico jefe y neurocirujano consultor del Centro de Neurociencias Clínicas de Manchester, perteneciente a Northern Care Alliance y al Centro de Investigación Cerebral Geoffrey Jefferson.

"Este estudio demuestra que el grafeno puede interactuar de forma segura con el cerebro humano y capturar señales neuronales con una fidelidad y resolución excepcionales, lo que permite decodificar con precisión patrones cerebrales y del habla que los metales apenas pueden percibir. Representa un paso fundamental para la aplicación clínica de esta nueva tecnología, basada en señales neuronales, y para el beneficio real de los pacientes", declaró el Dr. Kostas Kostarelos, cofundador de INBRAIN Neuroelectronics e investigador científico principal del estudio.

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