Los científicos de la Universidad Rice han desarrollado un nanoelectrodo altamente flexible diseñado para su implantación a largo plazo en el cerebro. La estimulación cerebral proporcionada por esta tecnología es increíblemente fina, gracias a la corriente muy baja que puede suministrar. Esto da como resultado un área muy discreta de neuroestimulación, lo que potencialmente permite un control mucho más preciso de pequeños grupos de neuronas. Los electrodos preexistentes tienden a ser más rígidos y más grandes, lo que puede causar problemas como daño tisular y cicatrices si se dejan colocados durante períodos prolongados. Sin embargo, se ha demostrado que el nuevo electrodo permanece colocado durante al menos ocho meses en ratones sin dejar cicatrices ni degradación del tejido.
La implantación de electrodos en el cerebro puede abrir vías completamente nuevas en el ámbito médico, incluidas interfaces cerebro-máquina que podrían permitir a los pacientes paralizados comunicarse, moverse y más. Sin embargo, si un dispositivo médico está destinado a una implantación a largo plazo, entonces debe ser un huésped discreto en el cuerpo, particularmente en el tejido del cerebro, que es muy delicado y similar a una gelatina.
Este último nanoelectrodo puede lograrlo. Su naturaleza ultraflexible y su pequeño tamaño significan que puede deslizarse hacia el tejido cerebral y, en estudios en ratones, parece causar daños o cicatrices mínimos durante al menos ocho meses. Además, el grado de control fino posible con este electrodo no tiene precedentes: puede estimular un grupo muy pequeño de neuronas, lo que potencialmente conduce a una mayor eficacia y menos ruido, lo que se logra entregando una corriente eléctrica muy pequeña.
"Este artículo utiliza técnicas histológicas, conductuales y de imagen para mostrar cómo estos electrodos integrados en el tejido mejoran la eficacia de la estimulación", dijo Lan Luan, investigador involucrado en el estudio. “Nuestro electrodo emite pequeños impulsos eléctricos para excitar la actividad neuronal de una manera muy controlable. Pudimos reducir la corriente necesaria para provocar la activación neuronal en más de un orden de magnitud. Los pulsos pueden ser tan sutiles como un par de cientos de microsegundos de duración y uno o dos microamperios de amplitud”.
La forma en que las neuronas se comunican en circunstancias normales implica millones de pequeñas conexiones y una propagación de señales altamente coordinada. Los electrodos implantables convencionales son algo así como usar un mazo para romper una nuez, interrumpiendo esta delicada interacción neuronal. Este nuevo electrodo pretende ser mucho menos invasivo.
"Los electrodos convencionales son muy invasivos", afirmó Chong Xie, otro investigador que participó en el estudio. “Reclutan miles o incluso millones de neuronas a la vez. Se supone que cada una de esas neuronas tiene su propia sintonía y se coordina en un patrón específico. Pero cuando les aplicas una descarga eléctrica a todos al mismo tiempo, básicamente estás alterando su función. En algunos casos, eso funciona bien para usted y tiene el efecto terapéutico deseado. Pero si, por ejemplo, quieres codificar información sensorial, necesitas un control mucho mayor sobre los estímulos”.
Estudio en la revista Cell Reports : Microestimulación intracortical crónicamente estable, de alta resolución y de bajo umbral mediante electrodos ultraflexibles
Vía: Universidad Rice