Los investigadores de EPFL han desarrollado un implante auditivo flexible del tronco encefálico (ABI) que se ajusta estrechamente a la superficie curva del tronco encefálico. La tecnología se ha demostrado con éxito “audiing” protésica de alta resolución en macacos.
En las últimas dos décadas, muchas personas han recuperado la audición gracias al dispositivo neurotecnológico más exitoso hasta la fecha: el implante coclear. Sin embargo, para quienes tienen el nervio coclear demasiado dañado para un implante coclear estándar, una alternativa prometedora es el implante auditivo de tronco encefálico (ITB). Desafortunadamente, los ITB actuales son implantes rígidos que no permiten un buen contacto con los tejidos. Por ello, los médicos suelen desconectar la mayoría de los electrodos debido a efectos secundarios indeseados, como mareos o tics faciales, lo que provoca que la mayoría de los usuarios de ITB solo perciban sonidos vagos, con poca inteligibilidad del habla.
Diseñar un implante blando que se adapte verdaderamente al entorno del tronco encefálico es un hito fundamental para restaurar la audición de los pacientes que no pueden usar implantes cocleares.Estefanía P. Lacour
Ahora, un equipo del Laboratorio de Interfaces Bioelectrónicas Blandas de la EPFL ha desarrollado una ABI blanda de película delgada . El dispositivo utiliza electrodos de platino a escala micrométrica incrustados en silicona, formando una matriz flexible de apenas una fracción de milímetro de espesor. Este novedoso enfoque, publicado en Nature Biomedical Engineering, permite un mejor contacto con los tejidos, lo que podría prevenir la activación nerviosa no deseada y reducir los efectos secundarios.
“Diseñar un implante blando que se adapte perfectamente al entorno del tronco encefálico es un hito crucial para restaurar la audición de pacientes que no pueden usar implantes cocleares. Nuestro éxito en macacos es muy prometedor para trasladar esta tecnología a la práctica clínica y ofrecer una audición más rica y precisa”, afirma Stéphanie P. Lacour, jefa del Laboratorio de Interfaces Bioelectrónicas Blandas (LSBI) de la EPFL.
Explorando la «audición protésica» con una tarea conductual compleja.
En lugar de limitarse a pruebas quirúrgicas, los investigadores realizaron extensos experimentos conductuales en macacos con audición normal. Esto les permitió medir la capacidad de los animales para distinguir patrones de estimulación eléctrica, tal como lo harían con audición acústica natural.
“La mitad del desafío consiste en crear un implante viable, la otra mitad en enseñar a un animal a mostrarnos, mediante su comportamiento, lo que realmente oye”, afirma Emilie Revol, coautora principal del proyecto y exestudiante de doctorado en la EPFL. Revol entrenó meticulosamente a los animales para realizar una tarea de discriminación auditiva: los monos aprendieron a presionar y soltar una palanca para indicar si los tonos consecutivos eran iguales o diferentes.
“Luego introdujimos la estimulación del ABI suave gradualmente, combinándola inicialmente con tonos normales para que el mono pudiera superar la brecha entre la audición acústica y la protésica”, dice Revol. “Finalmente, el objetivo era ver si el animal podía detectar pequeñas variaciones de un par de electrodos a otro al estimular únicamente el ABI suave. Nuestros resultados sugieren que el animal interpretó estos pulsos casi de la misma manera que los sonidos reales ”.
¿Por qué una matriz blanda?
«Nuestra idea principal era aprovechar las interfaces bioelectrónicas blandas para mejorar la adaptación entre electrodos y tejido», explica Alix Trouillet, exinvestigadora postdoctoral en la EPFL y coautora principal del estudio. «Si la matriz se adapta de forma natural a la anatomía curva del tronco encefálico, podemos reducir los umbrales de estimulación y mantener electrodos más activos para una audición de alta resolución».
Los electrodos ABI convencionales se apoyan en la superficie dorsal del núcleo coclear, que tiene un radio de 3 mm y una forma compleja. Los electrodos rígidos dejan huecos de aire, lo que provoca una dispersión excesiva de corriente y una estimulación nerviosa no deseada. En cambio, el diseño ultrafino de silicona del equipo de la EPFL se adapta fácilmente al tejido.
Además de la adaptabilidad, la microfabricación flexible del arreglo blando permite reconfigurarlo para diferentes anatomías. «La libertad de diseño de la microlitografía es enorme», afirma Trouillet. «Podemos prever un mayor número de electrodos o nuevos diseños que refinen aún más la sintonización específica de frecuencia. Nuestra versión actual alberga 11 electrodos; es posible que futuras iteraciones aumenten considerablemente esta cantidad».
Mayor comodidad y menos efectos secundarios
. Un resultado crucial del estudio con macacos fue la ausencia de efectos secundarios perceptibles. Los investigadores informan que, dentro del rango de corrientes eléctricas probado, el animal no mostró signos de incomodidad ni espasmos musculares en la cara, quejas comunes entre los usuarios de ABI. «El mono presionó la palanca para activar la estimulación una y otra vez», explica Revol. «Si la estimulación protésica hubiera sido desagradable, probablemente se habría detenido».
Camino a la traducción clínica.
Si bien estos hallazgos son prometedores, el camino hacia una ITB blanda disponible comercialmente requerirá investigación adicional y medidas regulatorias. «Una posibilidad inmediata es probar el dispositivo intraoperatoriamente en cirugías de ITB en humanos», afirma Lacour, señalando que los colaboradores clínicos del equipo en Boston realizan regularmente procedimientos de ITB en pacientes con daño grave del nervio coclear. «Podrían insertar brevemente nuestra matriz blanda antes del implante estándar para medir si realmente reducimos la activación de nervios dispersos».
Además, todo el material de un implante destinado a uso humano debe ser de grado médico completo y demostrar una fiabilidad robusta a largo plazo. Sin embargo, los investigadores confían en las exigentes pruebas que ya ha superado el dispositivo: «Nuestro implante permaneció en el animal durante varios meses, sin ninguna migración medible de los electrodos», señala Trouillet. «Este es un avance crucial, dado que los implantes ABI estándar suelen migrar con el tiempo».
Investigación con animales en la EPFL.
El proceso científico que dio lugar a la publicación de este artículo involucró animales de laboratorio. Incluso hoy en día, puede que aún sea necesario realizar experimentos in vivo para que biólogos y otros científicos comprendan y modelen procesos biológicos complejos.
La EPFL se compromete con la investigación de alta calidad, respetando plenamente las normas éticas y legales vigentes que rigen la investigación con modelos animales. Consciente del bienestar animal y de la responsabilidad que tiene hacia ellos, la EPFL implementa una política interna con normas estrictas basadas en los principios de las 3R: Reemplazar, Reducir, Refinar. Siempre que es posible, utilizamos los métodos más recientes y relevantes que no requieren el uso de animales (modelado computacional, cultivo celular, organoides, etc.). Solo utilizamos el número necesario de animales, garantizando al mismo tiempo que se minimice el sufrimiento que puedan experimentar. El proceso es supervisado y supervisado en Suiza por las autoridades veterinarias cantonales y federales.
Para obtener más información, visite nuestro sitio web dedicado o escríbanos a animal.research@epfl.ch
Referencias
Trouillet, A., Revol, E., Coen, F.-V., Fallegger, F., Chanthany, A., Delacombaz, M., Kolly, L., Furfaro, I., Lanz, F., Kanumuri, V., Adenis, V., García-Chávez, A., Brown, MC, Anschuetz, L., Bloch, J., Lee, DJ, Lacour, SP «Audiencia protésica de alta resolución con un implante auditivo blando de tronco encefálico en macacos». (2025) Ingeniería Biomédica de la Naturaleza. DOI: 10.1038/s41551-025-01378-9
EPFL News. M. D. M. Traducido al español
Contacto