Todos estos procesos implican la coordinación de diferentes estructuras o áreas cerebrales y por ello, determinan la necesidad de monitorizar simultáneamente varias regiones cerebrales en las que se obtiene información a los distintos niveles de integración neuronal; cubriendo actividad unitaria de una neurona individual especifica hasta otros más globales como los obtenidos a partir de potenciales de campo local o electrocorticografía. Si bien es posible obtener información a partir de estudios realizados en humanos (ya sean pacientes o voluntarios sanos), frecuentemente se plantean cuestiones éticas que imposibilitan aproximaciones más elaboradas y por lo tanto algunas investigaciones han de llevarse a cabo en modelos experimentales. Los estudios se desarrollan generalmente sobre animales de pequeño tamaño (roedores), circunstancia que dificulta las tareas de implementación de dichas técnicas; máxime cuando se requiere que los animales permanezcan despiertos y en libertad movimiento. Para llevar a cabo estos experimentos se desarrollan soluciones muy complejas o extremadamente rudimentarias, que frecuentemente resultan sólo un poco más flexibles que las ofrecidas por un reducido número de empresas especializadas, que no cuentan con la versatilidad necesaria para combinar diferentes tecnologías (i.e., electrofisiología, optogenética y/o administración de drogas) o que son difícilmente accesibles a los investigadores.
Así, el proyecto ICaN surge como respuesta a una serie de carencias que de alguna manera limitan el desarrollo de los avances en Neurociencia. Con la realización de este proyecto el equipo de investigadores del Laboratorio de Neurociencia de Sistemas del CIMA ha desarrollado una familia de implantes crónicos para investigación en neurociencia que atiende muchas de las necesidades actuales de los investigadores cuyas líneas de trabajo integran tecnologías de registro y modulación de la actividad cerebral y que con la colaboración de la empresa tractora CIBERTEC S.A espera poner a disposición de la comunidad científica.
Específicamente, se ha trabajado en la mejora diferentes ámbitos de la tecnología, incluyendo facilidades en el conexionado de los elementos del implante con el sistema de registro y estimulación, el desarrollo de soluciones multiestructura con posibilidad de adaptación y personalización de los implantes en respuesta a requerimientos experimentales; la incorporación de elementos que permiten la realización de experimentos que incluyan tecnologías optogenéticas, inoculación localizada de fármacos u obtención de muestras biológicas (microdiálisis); el rediseño de la disposición de los elementos electrónicos y la caracterización, testeo y elaboración de especificaciones técnicas de una familia de prototipos aptos para la comercialización y distribución.
En el primer año de ejecución del proyecto -y de acuerdo con el cronograma previsto-, se implementó una familia de soluciones la realización de estudios electrofisiológicos con electrodos fijos y/o movibles aptos para el uso en rata y ratón. Durante el segundo año se ha trabajado en la obtención de implantes que incluyen elementos para llevar a cabo experimentos de optogenética y microfluídica, además de la posibilidad de realizar técnicas de microdiálisis. La versatilidad de los procedimientos desarrollados permite implementar dispositivos que integran una o varias de estas tecnologías pudiéndose realizar diseños ad-hoc en función de las necesidades experimentales.
Los protocolos de diseño, montaje e implantación, así como de utilización están definidos y se está trabajando en la preparación de un catálogo que servirá para iniciar la tramitación un primer acuerdo de comercialización con la empresa tractora y que previsiblemente podrá ofertar a sus clientes. La calidad de los registros obtenidos y la buena tolerancia de los implantes, así como la reducida o nula interferencia de éstos en el comportamiento de los animales demuestra que la aproximación propuesta resulta adecuada para el desarrollo de implantes crónicos con capacidad para llevar a cabo experimentos crónicos en animales de experimentación a lo largo de diferentes semanas.
De esta forma, y fruto de este proyecto, consideramos que se ha logrado desarrollar un producto versátil, altamente competitivo que permitirá transformar la manera en que estudiamos el cerebro y cómo lo afectan las enfermedades y que además ofrece a CIBERTEC la posibilidad para desarrollar su plan de distribución de implantes con aplicación en neurociencias en el ámbito nacional e internacional.
