Een draadloos data registratie systeem voor invasieve hersen-machine interfaces
NTS-identificatiecode
NTS-BE-009412 v.1, 10-09-2024
Nationale identificatiecode van de NTS
Veld wordt niet gepubliceerd.
Land
België
Taal
nl
Indiening bij EU
Veld wordt niet gepubliceerd.
ja
Duur van het project, uitgedrukt in maanden.
60
Trefwoorden
microelectrode
motorisch
hersenschors
Doel(en) van het project
Omzettinggericht en toegepast onderzoek: Zenuwziekten en psychische aandoeningen van de mens
Doelstellingen en verwachte voordelen van het project
Beschrijf de doelstellingen van het project (bijvoorbeeld het aanpakken van bepaalde wetenschappelijke onduidelijkheden, of wetenschappelijke of klinische behoeften).
De doelstelling van dit project is een volledig implanteerbaar draadloos data registratiesysteem te ontwikkelen waardoor de hersensignalen die met microelectrodes geregistreerd worden kunnen doorgestuurd worden naar een computer via een draadloze link. Hierdoor zullen verlamde patienten op een draadloze manier in staat worden gesteld om een computer of een robot te gebruiken met hun eigen hersensignalen, waardoor deze patienten veel meer autonomie zullen verwerven.
Welke potentiële voordelen kan dit project opleveren? Leg uit hoe de wetenschap vooruit kan worden geholpen of mensen, dieren of het milieu uiteindelijk voordeel kunnen hebben bij het project. Maak, waar van toepassing, een onderscheid tussen voordelen op korte termijn (binnen de looptijd van het project) en voordelen op lange termijn (die mogelijk pas worden bereikt nadat het project is afgerond).
Het voordeel van een draadloos systeem dat volledig geimplanteerd kan worden onder de huid is dat er geen connectors moeten worden geimplanteerd op de schedel van de patient. Dergelijke connectors hebben risico's zoals irritatie van de huid en infecties, die zouden vermeden worden met een volledig geimplanteerd systeem. Bovendien zou een volledig implanteerbaar systeem ook als voordeel hebben dat er geen dure registratie-apparatuur meer nodig zou zijn aangezien de hersensignalen rechtstreeks zullen worden ingelezen in de computer.
Voorspelde schade
In welke procedures worden de dieren gewoonlijk gebruikt (bijvoorbeeld injecties, chirurgische procedures)? Vermeld het aantal en de duur van deze procedures.
Bij twee schapen zullen we de draadloze link testen door een kleine chip te implanteren onder de huid in de nek, met een ontvanger die zal ingebouwd worden in een halsband. De metingen zullen gebeuren terwijl het dier aan het eten is gedurende 3 maanden. Bij twee apen zullen we een eenmalige implantatie van electrodes in de hersenschors doen door een kleine opening in de schedel die terug gesloten wordt (duur ongeveer vier uur, algemene anesthesie). Na deze implantatie zullen we dagelijks hersensignalen meten met het standaard systeem en met het nieuwe draadloze systeem om hun performantie te kunnen vergelijken gedurende minstens 1 jaar. Tijdens de registraties zullen de apen een avatar doen bewegen in een virtual reality omgeving met hun hersenactiviteit.
Wat zijn de verwachte gevolgen/nadelige effecten voor de dieren, bijvoorbeeld pijn, gewichtsverlies, inactiviteit/verminderde mobiliteit, stress, abnormaal gedrag, en wat is de duur van die effecten?
De implantatie zelf kan tijdelijk pijn veroorzaken, waarvoor pijnstilling zal gegeven worden. De registraties zelf zijn niet pijnlijk.
Welke soorten en aantallen dieren zullen naar verwachting worden gebruikt? Wat zijn de verwachte ernstgraden en de aantallen dieren in elke ernstcategorie (per soort)?
Soort:
Totaal aantal
Geraamde aantallen naar ernstgraad
Terminaal
Licht
Matig
Ernstig
Schapen (Ovis aries)
2
0
2
0
0
Rhesusapen (Macaca mulatta)
2
0
0
2
0
Wat gebeurt er met de dieren die aan het einde van de procedure in leven worden gehouden?
Soort:
Geraamd aantal te hergebruiken, in het habitat-/houderijsysteem terug te plaatsen of voor adoptie vrij te geven dieren
Hergebruikt
Teruggeplaatst
Geadopteerd
Schapen (Ovis aries)
2
0
0
Rhesusapen (Macaca mulatta)
1
0
1
Geef de redenen voor het geplande lot van de dieren na de procedure.
De dieren moeten voor dit project niet gedood worden na de procedure. Adoptie is een mogelijkheid indien het implantaat kan verwijderd worden en de huid kan gesloten worden. Indien adoptie niet mogelijk is zullen de dieren hergebruikt worden in een ander project.
Toepassing van de drie V’s
1. Vervanging
Beschrijf welke diervrije alternatieven op dit gebied voorhanden zijn en waarom zij niet voor het project kunnen worden gebruikt.
In vitro testen kunnen dit onderzoek niet vervangen aangezien er een intact zenuwstelsel moet zijn om de meting van hersensignalen te kunnen doen. Knaagdieren zijn niet geschikt om de draadloze link te testen omdat de huid veel dunner is dan deze van de mens.
2. Vermindering
Leg uit hoe de aantallen dieren voor dit project zijn bepaald. Beschrijf de stappen die zijn genomen om het aantal te gebruiken dieren te verminderen en de beginselen die zijn gebruikt bij het opzetten van de studies. Beschrijf, waar van toepassing, de praktijken die gedurende het hele project zullen worden toegepast om het aantal dieren die in overeenstemming met de wetenschappelijke doelstellingen werden gebruikt, tot een minimum te beperken. Deze praktijken kunnen bijvoorbeeld bestaan uit proefprojecten, computermodellen, het delen van weefsel en hergebruik.
We gebruiken het minimum aantal proefdieren om de gegevens te kunnen publiceren, namelijk twee.
3. Verfijning
Geef voorbeelden van de specifieke maatregelen (bv. verscherpte monitoring, postoperatieve behandeling, pijnbestrijding, training van dieren) die in verband met de procedures moeten worden genomen om de welzijnskosten (schade) voor de dieren tot een minimum te beperken. Beschrijf de mechanismen om gedurende de looptijd van het project nieuwe verfijningstechnieken in gebruik te nemen.
Alle dieren worden sociaal gehuisvest. De dieren worden gedurende de volledige duur van het experiment dagelijks gecontroleerd (gezondheidscheck, nazicht ter plaatse door dierenarts). Bij de apen zullen hersenscans worden gebruikt om tekenen van nadelige effecten op te sporen. Pijnstilling zal gegeven worden na de implantatie zolang als nodig is.
Licht de keuze van de soorten en de bijbehorende levensstadia toe
Voor deze experimenten zijn grote proefdieren noodzakelijk omdat de uiteindelijke toepassing bij de mens is. We willen schapen gebruiken om de draadloze link door de huid te testen omdat de dikte van de huid vergelijkbaar is met deze van de mens. Bij de apen willen we de performantie van het systeem testen terwijl het dier een avatar controleert met zijn hersenactiviteit, zoals dat ook bij de mens zal zijn. De dieren zullen volwassen zijn of jong-volwassen omdat de toepassing bij de mens ook bij volwassenen zal zijn.
Voor een beoordeling achteraf geselecteerd project
Project geselecteerd voor BA?
ja
Termijn voor BA
01-03-2030
Reden voor de beoordeling achteraf
Bevat ernstige procedures
Maakt gebruik van niet-menselijke primaten
Andere reden
ja
Toelichting van de andere reden voor de beoordeling achteraf
Vereist volgens regelgeving
Aanvullende velden
Nationaal veld 1
Veld wordt niet gepubliceerd.
Nationaal veld 2
Veld wordt niet gepubliceerd.
Nationaal veld 3
Veld wordt niet gepubliceerd.
Nationaal veld 4
Veld wordt niet gepubliceerd.
Nationaal veld 5
Veld wordt niet gepubliceerd.
Startdatum project
Veld wordt niet gepubliceerd.
Einddatum project
Veld wordt niet gepubliceerd.
Goedkeuringsdatum project
Veld wordt niet gepubliceerd.
ICD-code 1
Veld wordt niet gepubliceerd.
ICD-code 2
Veld wordt niet gepubliceerd.
ICD-code 3
Veld wordt niet gepubliceerd.
Link naar de eerdere versie van de NTS buiten het EC-systeem