Després de produir-se un dany cerebral, la recuperació dels teixits esdevé per regeneració de les neurones afectades, per la pròpia plasticitat del cervell o podria ser també gràcies a la implantació local d'un dispositiu o neuropròtesi. Fins ara, els implants cerebrals havien estat tema recurrent en la ciència ficció. Ara els científics es pregunten si aquesta tecnologia podria realment restaurar funcionalitats cerebrals perdudes.

Un grup d'investigadors de la Universitat Pompeu Fabra, membres del grup de recerca SPECS, dirigits per Paul Verschure, investigador ICREA del Departament de Tecnologies de la Informació i les Comuncicacions (DTIC), ha fet un pas fonamental en la substitució d'una funció perduda del cervell mitjançant la implantació d'un sistema de neuropròtesi al cerebel, la part de l'encèfal que coordina els moviments voluntaris del cos humà.

En el marc del projecte europeu del 7è. Programa Marc RENACHIP, els membres SPECS Ivan Herreros Alonso, Andrea Giovannucci (ara a la Universitat de Princeton) i Paul FMJ Verschure, han desenvolupat el primer sistema de neuropròtesi uqe ha aplicat a rates que ha demostrat reemplaçar funcions dels circuits neuronals del cerebel,  a temps real.  Els resultats d'aquesta recerca s'han publicat el 21 de maig  a  la revista Frontiers in Bioengeeniring & Bionics biomimètica. 

Per arribar aquests resultats, SPECS ha estudiat la funcionalitat biològica del circuit neuronal, les estructures d'entrada i de sortida que hi intervenen per tal de descodificar i codificar els senyals generats i integrar-los en un sistema artificial.

Amb això l'equip SPECS ha realitzat un gran avanç en les neuropròtesis basades l'adquisició dels reflexos condicionats,  tema amb el qual el grup ha estat treballant durant els darrers anys.

Les dades experimentals del treball s'han obtingut d'enregistraments fisiològics a temps real en model murí. L'article mostra com gràcies a un implant, un animal pot estar sotmès a l'adquisició, la retenció i l'extinció del reflex de parpelleig, tot i que el circuit biològic responsable d'aquesta tasca hagi estat inactivat per anestèsia.

Amb aquesta neuropròtesi o cerebel sintètic els autors demostren per primera vegada que és possible restablir la funció biològica del cervell amb algun tipus de discapacitat i, al mateix temps, avançar en el coneixement de les funcions i l'organització de la ment i el cervell.

L'article posa de manifest els reptes als quals s'enfronta aquesta nova tecnologia que a partir de la recerca bàsica en neurociència està guiant el desenvolupament de neuropròtesis artificials amb l'objectiu de recuperar les funcions cerebrals perdudes, ja sigui a causa de traumatismes o de l'envelliment.

Treball de referència:

Ivan Herreros, Andrea Giovannucci, Aryeh H. Taub, Roni Hogri, Ari Magal, Sim Bamford, Robert Prueckl and Paul F. M. J. Verschure (2014), "A cerebellar neuroprosthetic system: computational architecture and in vivo test", Frontiers in Bioengeeniring and Biotechnology. Bionics Biomimetics,  21 May 2014 doi: 10.3389/fbioe.2014.00014 http://journal.frontiersin.org/Journal/10.3389/fbioe.2014.00014/abstract