Os Estados Unidos definem o ritmo para interfaces cérebro-computador implantáveis

Durante sete anos, o neurocientista britânico Luke Bashford fez pós-doutorado nos Estados Unidos, trabalhando em interfaces cérebro-computador (BCIs) – sistemas que ligam diretamente a atividade cerebral a dispositivos externos. Ao registar e descodificar sinais eléctricos do cérebro para gerar comandos de computador, os BCIs permitem que pessoas com movimentos limitados utilizem os seus pensamentos para controlar tecnologias como smartphones, computadores, cadeiras de rodas e braços robóticos. Ao contrário dos BCIs não invasivos – dispositivos vestíveis, como bonés ou faixas de cabeça que fixam eletrodos na parte externa da cabeça – os BCIs implantáveis ​​nos quais Bashford trabalha exigem cirurgia para colocar os eletrodos no cérebro ou dentro dele para acessar sinais mais confiáveis ​​e ricos em informações. .

Muita investigação académica — e a maior parte do investimento comercial — concentra-se em BCIs implantáveis, porque o seu potencial para fornecer interfaces de assistência de alto desempenho é mais forte do que os seus homólogos não invasivos. Mas a implantação de elétrodos diretamente no cérebro apresenta riscos óbvios, pelo que os ensaios de BCI implantáveis ​​são rigorosamente controlados pelos reguladores. Os BCIs implantáveis ​​mais avançados em evolução permanecem em ensaios clínicos em estágio inicial e nenhum sistema desse tipo foi aprovado para uso clínico em nenhum lugar do mundo.

Índice Nature 2024 Neurociências

Os Estados Unidos assumiram a liderança na regulamentação da BCI implantável, o que tornou o país num local atraente para investigadores como Bashford trabalharem. Desde que o primeiro voluntário recebeu um BCI implantável na Califórnia, em 2004, a maioria dos cerca de 60 receptores de longo prazo residiu nos Estados Unidos. Todas as empresas de BCI implantáveis ​​mais estabelecidas do mundo bem como estão sediadas lá. A Agência de Alimentos e Medicamentos dos EUA (FDA), que supervisiona todos os ensaios de BCI implantáveis ​​nos EUA, está agora muito familiarizada com a tecnologia, diz Bashford. “Você faz uma consulta e eles retornam com uma estrutura muito boa de 'Aqui está o que precisa ser feito, como e por quê'.”

O domínio dos Estados Unidos levanta preocupações sobre o potencial de acesso desigual às tecnologias implantáveis ​​de BCI à medida que estas passam do laboratório para a clínica. Quando Bashford deixou seu cargo na Universidade da Califórnia, em Los Angeles, em 2023, para se mudar para a Universidade de Newcastle, no Reino Unido, ele percebeu quanto trabalho seria preciso para atingir seu objetivo de realizar os primeiros ensaios clínicos de implantes implantáveis ​​do país. BCIs. Quando se trata de reguladores do Reino Unido, “há definitivamente um apetite por isso”, diz ele. Mas a inexperiência do país com a tecnologia faz com que a aprovação de um ensaio clínico seja um processo demorado.

Bashford cofundou um Consórcio Nacional para Regulamentação de Neurotecnologia (NCNR) em fevereiro com um grupo de pesquisadores e empresas sediados no Reino Unido para ajudar a resolver o problema. Ao estabelecer maiores ligações entre académicos, médicos, indústria, reguladores e decisores políticos, o NCNR pretende estabelecer directrizes para ensaios de neurotecnologia humana, que espera que acabem por acelerar o acesso dos pacientes a tais dispositivos no Serviço Nacional de Saúde do Reino Unido.

O investimento privado global em BCIs e outras neurotecnologias valia cerca de 7,3 mil milhões de dólares em 2020 – um aumento de 22 vezes em relação a 2010. À medida que a investigação nesta área se torna mais amplamente distribuída, os organismos reguladores nacionais provavelmente desempenharão um papel fundamental na forma como os ensaios progridem. e evolução de produtos, diz Tim Denison, membro do NCNR e engenheiro de neurotecnologia da Universidade de Oxford, no Reino Unido.

Concorrência global

A Ruten, empresa que fabrica BCIs implantáveis, tem sede nos Estados Unidos e no Japão. Como resultado, o cofundador Kazutaka Takahashi tem experiência em primeira mão das diferenças regulatórias entre os dois países. O Japão, diz ele, não tem a experiência necessária para avaliar novos dispositivos por entre da Agência Farmacêutica e de Dispositivos Médicos do país. “Eles ainda estão tentando criar padrões a serem aplicados em ensaios clínicos”, diz ele. Nos EUA, por outro lado, a FDA estabeleceu protocolos que aplica aos ensaios iniciais de viabilidade de BCIs implantáveis. Ruten está trabalhando em terapias implantáveis ​​baseadas em BCI para pessoas paralisadas que têm adversidade para engolir. É quase certo que quaisquer testes do dispositivo em humanos serão realizados nos Estados Unidos, diz Takahashi, seguindo os caminhos estabelecidos pela FDA.

Da mesma forma, várias das principais empresas emergentes de neurotecnologia da Europa estão a desenvolver os seus produtos implantáveis ​​nos Estados Unidos, seguindo os caminhos da FDA rumo à aprovação clínica e ao mercado. Carolina Aguilar, executiva-chefe da INBRAIN Neuroelectronics, diz que para o monitor implantável de epilepsia da empresa, que exige procedimentos de implantação semelhantes aos BCIs, ir primeiro aos Estados Unidos é uma medida óbvia. O dispositivo foi projetado para identificar onde se origina a atividade epiléptica do paciente e, isto posto, precisa ser implantado por apenas um mês. Nos Estados Unidos, isto qualifica-o para o estatuto de não-implante, o que requer apenas testes em animais para obter a aprovação da FDA para uso clínico, diz Aguilar. Na Europa, o dispositivo é classificado como implante crônico, o que requer testes em humanos para aprovação pela agência de Regulamentação de Dispositivos Médicos (MDR) da União Europeia.

A relativa facilidade com que os investigadores e as empresas podem desenvolver os seus produtos nos Estados Unidos é um problema, diz Takahashi, porque os primeiros destinatários de BCIs implantáveis ​​deveriam ser mais representativos a nível global. Ele bem como se preocupa com o facto de os sistemas de saúde e as seguradoras dos EUA terem uma influência descomunal na indústria, o que significa que apenas os produtos que se alinhem com o que estão dispostos a cobrir chegariam ao mercado. “Se houver apenas um país fazendo isso, isso é ruim”, diz Takahashi.

O domínio dos EUA na área tem muito a ver com os grandes investimentos que vieram do governo e de empresas de capital de risco ao longo dos últimos 25 anos, diz Matt Angle, executivo-chefe da Paradromics, uma empresa BCI com sede em Austin, Texas. Hoje, a combinação de um cenário regulamentar estabelecido e do mercado de dispositivos médicos mais valioso do mundo — avaliado em cerca de 180 mil milhões de dólares no ano passado — apela a start-ups de todo o mundo. “O caminho regulamentar para estes tipos de dispositivos está mais bem definido e as rodas estão mais bem lubrificadas nos EUA do que na Europa”, diz Angle.

Além das iniciativas lançadas pela FDA nos últimos anos, como os Estudos de Viabilidade Antecipados, que introduziram isenções para pequenos estudos exploratórios em 2013, e o seu Programa de Dispositivos Inovadores, lançado em 2016 para acelerar a comunicação entre desenvolvedores e funcionários da FDA, Angle bem como pensa que um O aumento de novos recrutas na agência mudou o jogo. “Ainda em 2010, eu diria que o processo regulatório era visto como um processo contraditório, como um processo judicial”, diz ele. “Em 2024, é visto como um processo colaborativo. Se você não tivesse recebido um influxo de uma nova geração de pessoas na FDA, nada disso teria funcionado.”

Vikash Gilja, diretor científico da Paradromics, acrescenta que muitos dos novos recrutas da FDA que lidam com neurotecnologia já foram pesquisadores com experiência direta na área. “Eles podem atuar como tradutores realmente impactantes entre os inovadores em dispositivos médicos e a FDA”, diz Gilja. Ele aponta para a Comunidade Colaborativa da BCI Implantável, criada pela FDA este ano para reunir reguladores governamentais, empresas, acadêmicos e defensores dos pacientes, como um passo sério no avanço das políticas relacionadas à BCI implantável.

Benefícios para o paciente

É incerto se os Estados Unidos continuarão a ser a rota preferida para as empresas internacionais. A INBRAIN está buscando aprovação para realizar testes em humanos de seu monitor de epilepsia nos Estados Unidos e no Reino Unido, este último por meio de sua Agência Reguladora de Medicamentos e Produtos de Saúde (MHRA). Embora a MHRA tenha exigido uma “enorme quantidade de trabalho” como parte do seu processo de candidatura, a organização tem sido “super solidária”, diz Aguilar. Ela bem como está optimista sobre a forma como o MDR da UE está a actualizar as suas vias regulatórias e diz que a INBRAIN pretende testar um BCI de descodificação da fala – um dispositivo implantável que regista a actividade neural relacionada com a fala em pacientes – na Europa. “Estamos conversando com muitos investigadores que querem que isso aconteça do ponto de vista europeu”, diz Aguilar. “A Europa está a acordar, porque é preciso – porque viu as vantagens da FDA.”

O benefício para o paciente é outro factor sério na forma como os países estão a optar por regulamentar os ICM implantáveis. Denison afirma que os padrões globalmente aceites para manter a segurança dos participantes na investigação significam que a abordagem de nenhum país é mais perigosa do que a de outro. Mas os reguladores podem diferir na forma como encaram os benefícios da ciência exploratória para pacientes individuais versus o potencial benefício clínico para todos os futuros utilizadores. “Cada país tem uma perspectiva ligeiramente diferente sobre o que considera aceitável, em termos de compensações”, diz ele.

Tendo se mudado dos Estados Unidos para o Reino Unido, Bashford vive esta tensão. Além de não ter os tipos de programas de estudos exploratórios que a FDA administra, a aparente relutância do Reino Unido em ter voluntários participando de pesquisas em estágio inicial de dispositivos médicos fala das diferenças culturais entre os reguladores britânicos e norte-americanos, diz Bashford. Nos Estados Unidos, existe uma visão mais ampla dos benefícios para os pacientes, onde a participação em investigação “pode apenas melhorar a perspectiva de alguém e dar-lhe um sentido de propósito, onde de outra forma poderiam simplesmente ser deixados em cuidados paliativos”, diz ele. Denison acrescenta que, em comparação com a FDA, a MHRA pergunta muito antes no processo como um dispositivo ajudará futuros utilizadores e como isso pode ser avaliado desde o início. “Gosto da abordagem da MHRA porque ela realmente me mantém muito focado na tradução”, diz ele.

À medida que uma empresa se aproxima do seu objectivo de lançar no mercado um BCI implantável, questões sobre os benefícios para os pacientes terão de ser abordadas. A Synchron, uma empresa sediada em Nova York e fundada com tecnologia originalmente desenvolvida na Austrália, produziu um dispositivo que permite aos destinatários controlar um smartphone usando seus pensamentos. A empresa está em discussões com a FDA sobre o que um grande teste em humanos deve mostrar para obter aprovação para ir ao mercado. “Esta é uma das maiores questões neste momento: como pensamos sobre os desfechos clínicos em um estudo fundamental?” diz Ângulo.

Por exemplo, um BCI implantável deveria ser avaliado com base na eficiência com que os sinais são transferidos do cérebro de um usuário para uma interface de computador, ou em quanto ele melhora subjetivamente o bem-estar do usuário? Ou, talvez mais provavelmente, será medido pela forma como o computador ou outro dispositivo externo é controlado? A barreira deve ser definida corretamente, diz Angle, para garantir que os BCIs implantáveis ​​possam sair do laboratório e proporcionar benefícios significativos aos pacientes.