Investigadores de la Universidad Carnegie Mellon han utilizado una técnica de impresión 3D a nanoescala que les permite personalizar las matrices de microelectrodos utilizadas para las interfaces cerebro-computadora. El enfoque se llama impresión 3D Aerosol Jet y los investigadores lo utilizaron para crear conjuntos de microelectrodos tridimensionales que se pueden personalizar para las necesidades particulares de los pacientes. Las matrices de microelectrodos anteriores sólo podían registrar señales cerebrales en dos dimensiones, lo que limitaba sus aplicaciones. Los nuevos conjuntos también son más densos que los dispositivos anteriores, lo que significa que son más robustos.
Las interfaces cerebro-computadora ofrecen enormes posibilidades para el tratamiento de personas con déficits neurológicos y para la creación de toda una serie de tecnologías de asistencia para discapacitados, incluidos dispositivos protésicos robóticos, sillas de ruedas controladas por el cerebro y dispositivos de comunicación. Muchas de estas tecnologías se basan en conjuntos de microelectrodos, que forman un vínculo vital entre las neuronas del cerebro y los dispositivos electrónicos externos, que pueden monitorear e influir en la actividad cerebral.
Sin embargo, las matrices de microelectrodos establecidas existentes, como la matriz de Utah o la matriz de Michigan, tienen algunas limitaciones. Por lo general, estos conjuntos no se pueden personalizar para adaptarse a pacientes individuales y, por lo general, solo pueden obtener registros en dos dimensiones. El muestreo tridimensional está limitado por la densidad de la matriz, pero estas matrices recién creadas tienen la densidad de matriz más alta de todas las producidas hasta el momento, con una densidad que es aproximadamente un orden de magnitud mayor que la de la matriz de Utah.
Entonces, ¿cómo lograron esto los investigadores? Utilizaron una técnica llamada impresión 3D Aerosol Jet para crear las matrices. "La impresión 3D Aerosol Jet ofrecía tres ventajas principales", afirmó Rahul Panat, investigador involucrado en el proyecto. “Los usuarios pueden personalizar sus conjuntos de microelectrodos para satisfacer necesidades particulares; los conjuntos de microelectrodos pueden funcionar en tres dimensiones en el cerebro; y la densidad de la matriz de microelectrodos aumenta y, por lo tanto, es más robusta”.
Los investigadores esperan que la tecnología allane el camino para sistemas de interfaz cerebro-computadora más efectivos, aunque es probable que aún falten algunos años para su uso rutinario en dichos sistemas. Sin embargo, el progreso hasta la fecha es impresionante y los investigadores ya confían en que pueden producir dispositivos personalizados para abordar las diferentes necesidades de los pacientes.
"En cuestión de días, ahora podemos producir un dispositivo de medicina de precisión adaptado a las necesidades de un paciente o experimentador", dijo Eric Yttri, otro investigador involucrado en el estudio.
Vea un vídeo sobre la tecnología a continuación:
Estudio en la revista Science Advances : CMU Array: una plataforma de matriz de microelectrodos de alta densidad nanoimpresa en 3D y totalmente personalizable