Neurotech: όταν η Επιστήμη «διαβάζει» τον εγκέφαλο

Η είδηση πως ένας 62χρονος Αυστραλός με προοδευτική παράλυση έγραψε το πρώτο του tweet μόνο με τη σκέψη έκανε τον γύρο του κόσμου με την εκπνοή του 2021. Κι αυτό χάρη σε μια neurotech Startup, τη Syncron που είχε εμφυτεύσει στον εγκέφαλο του ασθενούς το 2020 μια διεπαφή υπολογιστή εγκεφάλου που ονομάζεται «Stentrode». Αντίστοιχα η NextMind, μια Startup νευροτεχνολογίας με έδρα το Παρίσι, παρουσίασε τη χρονιά που πέρασε μια μη επεμβατική διεπαφή εγκεφάλου-υπολογιστή, η οποία επιτρέπει στους χρήστες να ελέγξουν το εικονικό περιβάλλον τους, μόνο με τη βοήθεια της σκέψης.

Λίγους μήνες νωρίτερα η Neuralink, η εταιρεία του δισεκατομμυριούχου Έλον Μασκ, που αναπτύσσει εμφυτεύσιμες διεπαφές εγκεφάλου-μηχανής (ΔΜΣ) είχε παρουσιάσει βίντεο στο οποίο ένας αρσενικός μακάκος με το όνομα Pager, που έφερε τσιπ ενσωματωμένα σε κάθε πλευρά του εγκεφάλου του, έπαιζε  το κλασσικό βιντεοπαιχνίδι Mind Pong, με τη δύναμη της σκέψης. Μάλιστα η εταιρεία, μέσα στο 2021 άντλησε 205 εκατ. δολάρια από επενδυτές, συμπεριλαμβανομένων της Google Ventures, της Founders Fund του Peter Thiel και του CEO της OpenAI Sam.

Όπως όλα δείχνουν ο τομέας της Νευροτεχνολογίας δείχνει να είναι ένας από τους πιο δυναμικούς και πολλά υποσχόμενους τομείς της τεχνολογίας που αναδύθηκαν στον 21ο αιώνα, καθώς και μια ραγδαία αναπτυσσόμενη αγορά που θα μας απασχολήσει ποικιλοτρόπως στο μέλλον.

Με έναν απλό ορισμό ως νευροτεχνολογία ορίζεται κάθε τεχνητό μέσο που αλληλεπιδρά με τις  λειτουργίες του εγκεφάλου. Ερευνητές με τεχνικά και υπολογιστικά εργαλεία  μετρούν και αναλύουν χημικά και ηλεκτρικά σήματα του νευρικού συστήματος, για να προσδιορίσουν  τις ιδιότητες  της νευρικής δραστηριότητας, για να κατανοήσουν την εγκεφαλική λειτουργία, για να διαγνώσουν παθολογικές καταστάσεις ή για να ελέγξουν εξωτερικές συσκευές [νευροπροσθετική (neuroprostheses)] και να διασυνδέσουν μηχανήματα ελέγχου της εγκεφαλικής λειτουργίας.

Η βιομηχανία της νευροτεχνολογίας αναπτύχθηκε και ωρίμασε ως αποτέλεσμα της προόδου σε διάφορους τομείς της επιστήμης και της τεχνολογίας, όπως οι νευροεπιστήμες, η ηλεκτρική διέγερση, τα βιοϋλικά και η μικροηλεκτρονική. Οι πιο αξιοσημείωτες εφαρμογές της νευροτεχνολογίας μέχρι σήμερα ήταν οι νευρικές προθέσεις όπως τα κοχλιακά εμφυτεύματα και τα συστήματα νευροτροποποίησης (Neuromodulation), όπως οι εμφυτευμένοι διεγέρτες για τη θεραπεία του χρόνιου πόνου.

Ειδικοί εκτιμούν πως μια από τις μεγαλύτερες ευκαιρίες ανάπτυξης στην αγορά συσκευών νευροτροποποίησης (μηχανισμός ηλεκτρικής διέγερσης νεύρων με τον οποίο το σώμα μας, επαναπρογραμματίζεται, για να λειτουργήσει σωστά) είναι η θεραπεία της παχυσαρκίας. Άλλες νέες και αναδυόμενες εφαρμογές για συσκευές νευροτεχνολογίας είναι η ημικρανία, η κατάθλιψη και οι καρδιαγγειακές διαταραχές όπως η υπέρταση και η στηθάγχη.

Στην Ελλάδα υπάρχουν αρκετές νησίδες αριστείας στη νευροτεχνολογία, καθώς διαθέτουμε νευροεπιστήμονες με εξαιρετική εκπαίδευση και καριέρα στην Ελλάδα και στο εξωτερικό τόσο στα πανεπιστήμια όσο και στα ερευνητικά μας κέντρα.

Μια ραγδαία αναπτυσσόμενη αγορά

Παρότι η νευροτεχνολογία χρησιμοποιείται επί του παρόντος για τη μελέτη και τη θεραπεία μιας σειράς διαφορετικών ιατρικών διαταραχών και ασθενειών (όπως  τραυματισμό του νωτιαίου μυελού, κώφωση, τύφλωση, εγκεφαλικό επεισόδιο, ακράτεια ούρων, επιληψία, χρόνιο πόνο, νευρολογικές και ψυχιατρικές διαταραχές), τα προϊόντα και οι υπηρεσίες της αναμένεται να γνωρίσουν σημαντική ανάπτυξη στην παγκόσμια αγορά υγειονομικής περίθαλψης, λόγω της συνεχούς αύξησης  και ανίχνευσης νευρολογικών διαταραχών και καταστάσεων. Πολλές από αυτές τις διαταραχές και τις καταστάσεις θα γίνουν πιο έντονες καθώς  θα επηρεαστούν από δημογραφικές αλλαγές, από το ρυθμό  γήρανσης των πληθυσμών, από το αυξημένο προσδόκιμο ζωής και από τη απαίτηση για καλύτερη ποιότητα ζωής από τους ηλικιωμένους.

Ο αριθμός των ατόμων ηλικίας άνω των 80 ετών αναμένεται να τριπλασιαστεί έως το 2050. Με την αύξηση του αριθμού των ηλικιωμένων, η συχνότητα εμφάνισης εκφυλιστικών ασθενειών του εγκεφάλου αναμένεται να αυξηθεί. Τέτοια άτομα θα χρειαστούν αυξημένη υποστήριξη για τη διαχείριση της καθημερινής ζωής και αυτό θα βοηθήσει την αγορά να αναπτυχθεί ουσιαστικά.
Τα τροχαία ατυχήματα από την άλλη αναμένεται να εξελιχθούν παγκοσμίως στην τρίτη μεγαλύτερη αιτία πρόκλησης βλάβης της υγείας έως το 2050. Πολλοί επιζώντες τέτοιων ατυχημάτων μένουν ακρωτηριασμένοι ή ακόμη και με απώλεια της λειτουργίας όλων των άκρων. Με τη νευροτεχνολογία, το χάσμα μεταξύ τραυματισμένων νευρώνων και προσθετικών μελών μπορεί να καλυφθεί.

Η παγκόσμια αγορά νευροτεχνολογίας ξεπέρασε σε αξία περίπου τα 11 δισεκατομμύρια δολάρια ΗΠΑ το 2021. Ο κλάδος αναμένεται περαιτέρω να αναπτυχθεί με CAGR 12% την προβλεπόμενη περίοδο 2022-2027 για να φτάσει σε αξία περίπου τα 15,1 δισεκατομμύρια δολάρια το 2024 και τα 21 δισεκατομμύρια δολάρια μέχρι το 2026.

Η Neurotech Reports χωρίζει την αγορά της νευροτεχνολογίας σε: νευροπροσθετική, νευροδιαμόρφωση, νευροαποκατάσταση και νευροαισθητήρια. Το μεγαλύτερο τμήμα της αγοράς για τη νευροτεχνολογία καταλαμβάνει αυτή τη στιγμή η νευροδιαμόρφωση, ακολουθούμενη από τη νευροπροσθετική και τη νευροαισθητήρια. Η Neurotech Reports πιστεύει ότι η αυξανόμενη κατανόηση των κεντρικών νευρικών μηχανισμών σε διαταραχές όπως η κατάθλιψη, η νόσος του Πάρκινσον και το εγκεφαλικό θα οδηγήσει σε δραματική ανάπτυξη  νέων προϊόντων νευροτεχνολογίας.

Οι νανοσωλήνες άνθρακα και άλλες εξελίξεις στη νανοτεχνολογία θα προσδώσουν νέες δυνατότητες στα προϊόντα νευροτροποποίησης. Νέα πολυμερή βιοϋλικά υπόσχονται να ενισχύσουν τη λειτουργικότητα των υπαρχουσών νευρωνικών διεπαφών, οι οποίες βασίζονται σε μεγάλο βαθμό σε μέταλλα.

Τα υβριδικά μικροτσιπ νευρωνικών κυττάρων και πυριτίου έχουν τη δυνατότητα να αυξήσουν δραματικά τον ρυθμό και την ποιότητα της ανταλλαγής πληροφοριών μεταξύ υπολογιστή και ανθρώπου. Αυτές οι συσκευές αρχικά θα έχουν εφαρμογή ως βελτιωμένες μορφές ηλεκτροδίων που κατασκευάζονται με έξυπνο μικροηλεκτρονικό υλικό αντί για παθητικές συσκευές και τελικά θα προσφέρουν τη δυνατότητα για πολύ βελτιωμένες νευρικές προθέσεις και διεπαφές εγκεφάλου-υπολογιστή.

Η Βόρεια Αμερική ηγείται της παγκόσμιας αγοράς για τη νευροτεχνολογία

Στην παγκόσμια αγορά νευροτεχνολογίας κυριαρχεί η Βόρεια Αμερική και ακολουθεί η Ευρώπη. Η ανάπτυξη της αγοράς σε αυτές τις περιοχές μπορεί να αποδοθεί στην αύξηση των νευρολογικών διαταραχών και παθήσεων στους πληθυσμούς. Ο αυξανόμενος πληθυσμός ασθενών μαζί με τον αυξανόμενο γηριατρικό πληθυσμό και την αυξημένη υποστήριξη για έρευνα και ανάπτυξη από κυβερνητικούς φορείς ωθούν επίσης την ανάπτυξη της βιομηχανίας νευροτεχνολογίας.

Η αγορά στην Ασία-Ειρηνικό αναμένεται να επεκταθεί περαιτέρω κατά την περίοδο πρόβλεψης λόγω του εκσυγχρονισμού των ιατρικών και ερευνητικών εγκαταστάσεων. Οι κυβερνήσεις της περιοχής αναλαμβάνουν επίσης πρωτοβουλίες παρέχοντας επιχορηγήσεις και υποτροφίες σε ερευνητές, ενισχύοντας έτσι περαιτέρω την ανάπτυξη της αγοράς. Περιφέρειες, όπως η Λατινική Αμερική, η Μέση Ανατολή και η Αφρική, αναμένεται επίσης να δουν σταθερή ανάπτυξη κατά τη διάρκεια του προβλεπόμενου έτους.

Καθώς οι κοινωνίες συνειδητοποιούν περισσότερο τον επιπολασμό συγκεκριμένων νευρολογικών και νευροψυχιατρικών διαταραχών όπως ο χρόνιος πόνος, η κατάθλιψη, η δυσλεξία και ο αυτισμός, οι ηγέτες των επιχειρήσεων και των κυβερνήσεων αντιλαμβάνονται περισσότερο το κόστος αυτών των καταστάσεων στην κοινωνία αναφορικά  με την απώλεια παραγωγικότητας, τη θεραπεία και τη μειωμένη ποιότητα ζωής. Όλοι αυτοί οι παράγοντες θα συμβάλουν στην ανάπτυξη νευροτεχνολογικών θεραπειών και προϊόντων. Μάλιστα έχει αποδειχθεί πως η επιτυχημένη νευροπροσθετική είναι οικονομικά αποδοτική λόγω της μείωσης του κόστους υγειονομικής περίθαλψης και τις υποστηρικτικές υπηρεσίες. Ορισμένες μελέτες έχουν δείξει ότι οι νευροπροσθετικές συσκευές κάνουν απόσβεση τους κόστους τους μέσα σε 5 έως 7 χρόνια.

Οι παρεμβάσεις στον εγκέφαλο πάντα δημιουργούσαν εξίσου ελπίδες και ανησυχίες. Ελπίδες για τη θεραπεία τρομερών ασθενειών, αλλά και φόβους σχετικά με τις συνέπειες των προσπαθειών βελτίωσης των ανθρωπίνων δυνατοτήτων σε σημείο πέραν του δυνατού. Η ανησυχία τώρα επικεντρώνεται σε τρεις τομείς της νευροτεχνολογίας που παρεμβαίνουν στον εγκέφαλο, οι οποίοι είναι τα BCIs (Brain-Computer Interfaces, που αποτελούν συστήματα αλληλεπίδρασης μεταξύ του εγκεφάλου και των ηλεκτρονικών υπολογιστών), οι μέθοδοι νευροερεθισμού όπως είναι το DBS (Deep Brain Stimulation, που χρησιμοποιούνται για αποστολή ερεθισμάτων σε σημεία στα βάθη του εγκεφάλου) και το TMS (Transcranial Magnetic Stimulation- χρήση μαγνητών για τον ίδιο σκοπό) και σε βλαστοκυτταρικές θεραπείες που σχετίζονται με το νευρικό σύστημα.

Η ανησυχία για την επιρροή των παραπάνω συνεπειών είχε ως αποτέλεσμα και τη δημιουργία ενός νέου επιστημονικού πεδίου χαρακτηριζόμενου από την αναγκαία διεπιστημονικότητα, του Νευροδίκαιου από το αγγλικό “neurolaw”, που αποτελεί συνένωση διαφόρων επιστημονικών κλάδων όπως του δικαίου, των νευροεπιστημών, της εγκληματολογίας, της νευρολογίας, της ψυχιατρικής, της βιολογίας αλλά και της φιλοσοφίας και σκοπός του είναι να εξετάσει τις επιπτώσεις των ευρημάτων των νευροεπιστημών στη νομοθεσία και στη δικαστηριακή πρακτική.