Chaque jour, à l’intérieur du BRAIN Center de l’Université de Houston, vous pouvez rencontrer des artistes visuels, des danseurs et des musiciens, ou même des individus paralysés – tous portant des casquettes cérébrales pour enseigner aux chercheurs ce qu’ils pensent, créent ou ressentent lorsqu’ils bougent de manière expressive, ou essayez de reprendre le mouvement.
Les machines et les chercheurs cartographient copieusement les signaux électriques cérébraux des artistes se déplaçant avec fluidité dans leurs activités. Les personnes atteintes de paralysie qui réapprennent des habiletés motrices essentielles, des jeunes enfants aux adultes plus âgés, portent des prothèses avec des interfaces cerveau-machine conçues pour interpréter leurs pensées, pour les aider à bouger dès qu’elles pensent à bouger.
Jose ‘Pepe’ Contreras-Vidal, l’ingénieur neuronal et le « cerveau » derrière le Centre de recherche coopérative industrie-université (IUCRC) pour la construction d’avancées et d’innovations fiables en neurotechnologie, orchestre toute l’activité et observe les collègues chercheurs mettre ses découvertes en pratique. (CERVEAU). Le partenariat entre l’UH et l’Arizona State University comprend des équipes industrielles et universitaires de classe mondiale.
« Notre équipe de partenaires industriels et cliniques multidisciplinaires, des sciences humaines à l’intelligence artificielle, continue de développer des prothèses neurales pratiques et des interfaces cerveau-cerveau ; des dispositifs qui lisent les signaux cérébraux et les utilisent pour restaurer le mouvement ou la communication chez ceux qui ont été paralysé par une blessure ou une maladie, ou pour neuromoduler les signaux neuronaux afin de restaurer ou d’étendre les fonctions cérébrales et / ou les performances humaines », a déclaré Contreras-Vidal, qui est également professeur émérite Hugh Roy et Lillie Cranz Cullen de génie électrique et informatique à l’UH et Fellow de l’IEEE et de l’AIMBE.
Beaucoup de choses se sont passées au sein du BRAIN Center depuis que la phase 1 a été initialement financée par la National Science Foundation en 2017. Alors que le centre est devenu une plaque tournante internationale pour les neurotechnologies émergentes, davantage de membres sont venus le rejoindre. De nouveaux partenaires internationaux – Universidad Miguel Hernandez de Elche (Espagne) et Tecnologico de Monterrey (Mexique) – se sont joints à nous. La Food and Drug Administration (FDA) des États-Unis a rejoint en tant que membre affilié avec d’autres membres de l’industrie et trois nouveaux sites universitaires (Georgia Tech, West Virginia University et University of Maryland Baltimore County), dont l’adhésion est prévue à l’été 2023.
Et les dernières nouvelles – la phase 2 du BRAIN Center (2022-2027) a été financée par la NSF avec 758 331 $ pour UH et 240 000 $ pour l’Arizona, plus 2 millions de dollars supplémentaires de partenaires industriels, et les National Institutes of Health (NIH) a accordé une subvention de développement de la main-d’œuvre de 768 135 $. Il fournira une formation spécialisée dans les neurotechnologies innovantes, les outils informatiques et les techniques de neuro-ingénierie pour compléter et améliorer la formation et la carrière des thérapeutes, des boursiers cliniques et des professionnels des orthèses et des prothèses.
« Le programme IUCRC financé par la NSF génère des recherches révolutionnaires en permettant un engagement étroit et soutenu entre les innovateurs de l’industrie, les équipes universitaires de classe mondiale et les agences gouvernementales », a déclaré Behrooz Shirazi, directeur de programme pour le programme IUCRC et directeur adjoint par intérim de la division de la NSF. Systèmes informatiques et réseaux.
Depuis sa création, le centre a attiré 20 partenaires industriels, dont les sociétés Medtronic, le CORE Institute, Indus Instruments, Brain Products, ainsi que des institutions médicales telles que UTHealth Houston et le TIRR Memorial Hermann Hospital, classé n ° 2 parmi les meilleurs centres de réadaptation du pays. hôpitaux dans le classement US News & World Report « Best Hospital » pour 2020-2021.
« La collaboration active de TIRR Memorial Hermann et UTHealth Houston avec le BRAIN Center pour identifier, développer et valider des solutions neurotechnologiques innovantes aux défis pressants de la neuroréadaptation est non seulement gratifiante mais essentielle pour améliorer la qualité de vie de millions de personnes atteintes de handicaps cognitifs et moteurs, » a déclaré Gerard E. Francisco, MD, médecin-chef et directeur du centre de recherche NeuroRecovery du TIRR Memorial Hermann et président et professeur du département de médecine physique et de réadaptation de la McGovern Medical School de l’UTHealth Houston.
Le BRAIN Center est également activement engagé dans le développement de normes pour les systèmes d’interface cerveau-machine, les applications d’IA fiables, les feuilles de route inspirées par l’utilisation pour les neurotechnologies émergentes et la recherche convergente au carrefour des arts, de la science et de la médecine. En mars, Contreras-Vidal a coprésidé l’atelier international 2022 sur les bases sociales et neurales du mouvement créatif au Wolf Trap National Center for the Performing Arts, parrainé en partie par la NSF, les National Institutes of Health (NIH), le National Education (NEA) et BRAIN.
Le BRAIN Center fait progresser la santé nationale en transférant la neurotechnologie aux utilisateurs finaux et en favorisant l’accès des minorités sous-représentées aux sciences, à la technologie, à l’ingénierie et aux mathématiques. Ils continuent d’accélérer les progrès de la science en élargissant la nouvelle participation et en retenant les participants actuels. »
Amr Elnaishai, vice-président, Recherche et transfert de technologie, Université de Houston
Lorsqu’il entraîne des patients à marcher ou à se déplacer à nouveau à l’aide d’un exosquelette, Contreras-Vidal les encourage à se concentrer sur leur fin de partie ou sur l’endroit où ils veulent aller. Il emploie à peu près la même philosophie à propos du BRAIN Center.
« Alors que nous continuons à faire avancer l’aiguille dans la technologie du cerveau, la mission de notre centre est remplie, devenir un centre de neurotechnologie en créant un pipeline allant des découvertes aux solutions, tout en aidant les étudiants, les scientifiques, les ingénieurs et les humanistes à résoudre l’un des plus grands problèmes médicaux et besoins en soins de santé de notre époque », a déclaré Contreras Vidal, qui ajoute que le handicap devient une préoccupation majeure en matière de soins de santé en raison de l’augmentation des traumatismes survivables et du vieillissement de la population.
Environ 5,4 millions de personnes aux États-Unis vivent avec la paralysie, soit une personne sur 50.
« Il existe un besoin critique de technologies accessibles qui peuvent répondre plus efficacement aux besoins de soins et de réadaptation de ces patients », a déclaré Marco Santello, directeur du site de l’Arizona State University et cofondateur du BRAIN Center. « Grâce à la collaboration et au soutien de nos partenaires industriels, les solutions de neurotechnologie développées au BRAIN Center font des progrès substantiels pour répondre à ce besoin. »
