Tecnología y neurociencia se fusionan para desentrañar las funciones neuronales.

Las tecnologías de la información y la informática son cada vez más imprescindibles en nuestras vidas, infiltrándose en todos los ámbitos del conocimiento. La fusión de estas disciplinas con la biomedicina ha dado lugar a la bioinformática y la bioingeniería, que nos permiten abordar desde otros puntos de vista problemas biológicos y desarrollar nuevos equipos para mejorar la investigación, el diagnóstico y los tratamientos.

 

Premio Innvovaevia. Fuente: Aemetic.

En ese contexto, desde 2014 eVIA (Plataforma de Tecnologías para la Salud y la Vida Activa e Independiente) convoca el premio INNOVA eVIA, dirigido a PYMES y emprededores. Estos premios son parte de Aemetic, la patronal representante del sector de la industria tecnológica digital en España. En el certamen de este año, 2018, una empresa centrada en la bioingeniería y la neurociencia ha destacado: Newmanbrain. Se trata de una empresa de base científica y tecnológica dedicada al desarrollo de software y hardware para aplicaciones biomédicas en neurociencias, ubicada en el Parque Científico de la Universidad Miguel Hernández de Elche, España. Newmanbrain ha quedado finalista en el certamen, un reconocimiento que supone un importante impulso para la compañía.

 

Edificio Quorum III, Parque científico de la Universidad Miguel Hernández donde se encuentra la spin-off Newmanbrain. Fuente: UMH.

 

“Estar entre los mejores en el área de la tecnología aplicada a las neurociencias y que reconozcan el esfuerzo realizado supone una gran satisfacción para nuestro equipo.” Pablo Belmonte, CEO de la spin-off  Newmanbrain.

 

Un problema sin resolver en la ciencia actual es la correlación entre la actividad de diversas áreas del cerebro respecto a diferentes capacidades mentales como pensamientos, emociones, sensaciones y funciones motoras. El sistema de Newmanbrain facilita la evaluación de los procesos cerebrales en los seres humanos, desde la infancia hasta la vejez. Esta evaluación de procesos cerebrales se basa en dos productos clave: fNIR BrainSpy28 y EEG WaveSpy 8.

 

fNIR BrainSpy28: sistema de medición y registro de funciones cerebrales.

Dispositivo fNIR BrainSpy 28. Fuente: Newmanbrain.

fNIR BrainSpy 28 es un dispositivo portátil de neuroimagen capaz de medir los cambios en la actividad metabólica de áreas específicas durante los diferentes procesos mentales. Funciona por Espectroscopía Funcional de Infrarrojo Cercano, y es capaz de medir la actividad cerebral a través de respuestas hemodinámicas asociadas con el comportamiento neuronal. Consta de un total de 28 canales (16 bits por canal de resolución) que monitorizan toda la corteza prefrontal, midiendo cambios en la oxigenación en términos de oxihemoglobina, desoxihemoglobina y hemoglobina total. 

 

¿Qué podemos medir con fNIR BrainSpy 28?

Es un sistema “wearable” (se incorpora a nuestro cuerpo interactuando de forma inalámbrica con el usuario y otros dispositivos, como puede ser un smartwatch), por lo que permite su uso fuera del laboratorio y dota de libertad de movimiento al paciente. Puede emplearse para evaluar funciones cognitivas y emocionales en sujetos sanos y en pacientes de diferentes patologías (como el déficit de atención o las enfermedades neurodegenerativas). También permite evaluar al personal trabajador o deportista, y es interesante su uso educativo en estudiantes de neurociencia, psicología o psiquiatría.

 

EEG WaveSpy 8: Dispositivo multimodal esencial para la evaluación psicofisiológica.

Electroencefalografía. Fuente: Pixabay.

EEG WaveSpy 8 es un equipo de Electroencefalografía (EEG) inalámbrico y portátil que proporciona medidas adicionales al electroencefalograma, como el electrocardiograma (EKG) y la frecuencia respiratoria. Sus aplicaciones se extienden a la investigación médica, el diagnóstico cognitivo, el diagnóstico del estado afectivo y la educación. Esta tecnología puede combinarse con fNIR BRainSpy 28 para realizar un co-registro de las respuestas neuroeléctricas, hemodinámicas y anatómicas subyacentes a los procesos mentales.

 

Espectroscopía Funcional de Infrarrojo Cercano.

La neuroimagen ha sido clave para la comprensión actual de las funciones cerebrales. Las modalidades técnicas más comunes hasta ahora han sido la resonancia magnética funcional, la tomografía por emisión de positrones y la electroencefalografía. Sin embargo, fNIR es una tecnología emergente que emplea luz infrarroja cercana (NIR) para medir los cambios en la concentración de hemoglobina oxigenada y desoxigenada en la corteza cerebral, permitiendo una resolución temporal de segundos y una resolución espacial de centímetros.

Eritrocitos, células que transportan el oxígeno mediante la hemoglobina en el organismo. Fuente: Pixabay.

La actividad neuronal consume energía derivada del metabolismo de la glucosa, por lo que un aumento de la actividad neuronal provoca un aumento en el consumo de oxígeno y glucosa. Esto provoca el aumento del flujo sanguíneo cerebral local y el volumen sanguíneo cerebral. Durante varios segundos, el aumento del flujo sanguíneo aporta más glucosa y oxígeno a la zona en cantidades excedentes. La tecnología fNIR es capaz de medir estos cambios de oxigenación en la región diana. Además, los tejidos biológicos absorben muy poca luz NIR, permitiendo que penetre varios centímetros en el tejido. Tanto la hemoglobina oxigenada como la hemoglobina desoxigenada tienen propiedades ópticas características para la luz NIR, lo que permite diferenciarlas.

Esta tecnología no predice las concentraciones de oxígeno y hemoglobina, si no que mide los cambios relativos en estos parámetros reflejando los cambios relativos de actividad neuronal en respuesta a estímulos específicos, permitiendo realizar una estimación funcional.

 

¿Cómo de cerca nos encontramos para poder visualizar nuestros propios pensamientos y sensaciones… y de poder acceder a “los de otros”? además ¿qué usos le daremos a todo este nuevo marco de registro cognitivo y de comunicación?.

Desde Inspira nos preguntamos cuán próxima está la era de la telepatía democratizada, los coffee shops instalados para el intercambio de sueños, la transferencia de sensaciones al vivir experiencias extremas como los viajes interplanetarios o la exploración de las profundidades oceánicas. Una NUEVA ETAPA está por llegar, desde aquí asistiremos a cada uno de sus avances.

 

Tractografía de cerebro humano. Fuente: Wikipedia.

Irene Perez Diez

Irene Pérez Díez, Graduada en Bioquímica y Ciencias Biomédicas por la Universidad de Valencia y postgraduada en Biomedicina, estudiante del Máster en Bioinformática de la Universidad de Valencia. Ha realizado estancias en laboratorios de España y Francia, y actualmente se encuentra realizando prácticas en el Centro de Investigación Príncipe Felipe. Contacta a través de: equipoinspira@inspirabiotech.com

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