Investigadores de la Universidad de Brown han desarrollado microimplantes inalámbricos que pueden funcionar como una red de sensores y estimuladores neuronales en el cerebro. El equipo de investigación ha denominado su creación "neurogranos", que están destinados a implantarse en el cerebro en grandes cantidades. Cuando están dentro, pueden transmitir datos a un centro de comunicación externo, en forma de un parche adherido al cuero cabelludo. Los investigadores esperan que los neurogranos puedan registrar la actividad cerebral de una gran cantidad de neuronas en el cerebro, permitiendo una funcionalidad avanzada al usar interfaces cerebro-computadora.
Las interfaces cerebro-computadora son enormemente prometedoras como tecnologías que cambian la vida de personas con diversas afecciones. Sin embargo, la técnica aún está en sus inicios y el diseño de sensores que puedan monitorear de manera efectiva y segura la actividad cerebral es un trabajo en progreso. Parte del problema es la complejidad del cerebro, y capturar esto usando un solo sensor o colocando suficientes sensores en su lugar es difícil. Estos investigadores recurrieron a la miniaturización como una forma de crear una multitud de pequeños sensores que pueden medir la actividad cerebral en numerosos lugares, todos a la vez.
"Uno de los grandes desafíos en el campo de las interfaces cerebro-computadora es diseñar formas de sondear tantos puntos en el cerebro como sea posible", dijo Arto Nurmikko, investigador involucrado en el estudio, en un anuncio de la Universidad de Brown. “Hasta ahora, la mayoría de las interfaces cerebro-computadora han sido dispositivos monolíticos, un poco como pequeños lechos de agujas. La idea de nuestro equipo era dividir ese monolito en pequeños sensores que pudieran distribuirse por la corteza cerebral. Eso es lo que hemos podido demostrar aquí”.
Los neurogranos son pequeños chips de silicio del tamaño de un grano de sal. Lograr que alcanzaran este tamaño fue un desafío y requirió múltiples iteraciones de diseño asistido por computadora. Los neurogranos transmiten datos a un parche del tamaño de una huella digital colocado en el cráneo y el parche también los alimenta de forma inalámbrica. El parche actúa como un centro de comunicación, coordinando las señales de cada neurograno.
"Este trabajo fue un verdadero desafío multidisciplinario", dijo Jihun Lee, otro investigador involucrado en el estudio. "Tuvimos que reunir experiencia en electromagnetismo, comunicación por radiofrecuencia, diseño de circuitos, fabricación y neurociencia para diseñar y operar el sistema de neurogranos".
"Fue una tarea desafiante, ya que el sistema exige transferencia de energía inalámbrica y conexión en red simultáneas a una velocidad de megabits por segundo, y esto debe lograrse bajo limitaciones de energía y área de silicio extremadamente estrictas", dijo Vincent Leung, otro investigador. involucrados en el estudio. "Nuestro equipo superó los límites de los implantes neuronales distribuidos".
Hasta ahora, los investigadores han probado los neurogranos en roedores y han colocado un total de 48 en la corteza cerebral de cada animal. Registraron con éxito datos neuronales. Sorprendentemente, los neurogranos también pueden proporcionar estimulación neuronal, lo que podría resultar útil para modificar o restaurar la función cerebral en caso de enfermedad.
Estudio en Nature Electronics : Grabación y estimulación neuronal mediante redes inalámbricas de microimplantes
Vía: Universidad de Brown
