En los últimos años, los científicos han logrado grandes avances en la búsqueda de comprender el cerebro mediante el uso de sondas implantadas para explorar cómo funcionan los circuitos neuronales específicos.
Aunque son efectivas, esas sondas también vienen con su parte de problemas como resultado de la rigidez. La inflamación que producen induce una inestabilidad crónica en el registro y significa que las sondas deben reubicarse cada pocos días, dejando algunas de las preguntas centrales de la neurociencia, como cómolos circuitos neuronales se reorganizan durante el desarrollo, el aprendizaje y el envejecimiento, más allá del alcance de los científicos.
Pero ahora, parece, las cosas están a punto de cambiar.
Dirigido por Charles Lieber, profesor de química de Mark Hyman Jr. y presidente del Departamento de Química y Biología Química, un equipo de investigadores que incluía al estudiante graduado Tian-Ming Fu, al becario postdoctoral Guosong Hong, al estudiante graduado Tao Zhou y otros, ha demostrado que la electrónica de malla inyectable con jeringa puede registrar de manera estable la actividad neuronal en ratones durante ocho meses o más, sin la inflamación producida por las sondas implantadas tradicionales. El trabajo se describe en un artículo del 29 de agosto publicado en Métodos de la naturaleza .
"Con la capacidad de seguir las mismas neuronas individuales en un circuito de forma crónica ... hay un conjunto completo de cosas que esto abre", dijo Lieber. "Los ocho meses que demostramos en este artículo no son un límite, pero lo que estolo que demuestra es que la electrónica de malla podría usarse ... para investigar enfermedades neurodegenerativas como el Alzheimer, o procesos que ocurren durante mucho tiempo, como el envejecimiento o el aprendizaje ".
Lieber y sus colegas también demostraron que la electrónica de malla inyectable con jeringa podría usarse para administrar estimulación eléctrica al cerebro durante tres meses o más.
"En última instancia, nuestro objetivo es crearlos con el objetivo de encontrar aplicaciones clínicas", dijo Lieber. "Lo que encontramos es que, debido a la falta de respuesta inmune a la electrónica de malla, que básicamente aísla las neuronas,puede proporcionar estimulación de una manera mucho más sutil, utilizando voltajes más bajos que no dañan los tejidos ".
Las posibilidades, sin embargo, no terminan ahí.
La perfecta integración de la electrónica y la biología, dijo Lieber, podría abrir la puerta a una clase completamente nueva de interfaces cerebro-máquina y grandes mejoras en prótesis, entre otros campos.
"Hoy en día, las interfaces cerebro-máquina se basan en sondas implantadas tradicionales, y se ha realizado un trabajo impresionante en ese campo", dijo Lieber. "Pero todas las interfaces se basan en la misma técnica para decodificar las señales neuronales".
Debido a que las sondas implantadas rígidas tradicionales son invariablemente inestables, explicó, los investigadores y los médicos dependen de la decodificación de lo que llaman el "promedio de la población", esencialmente tomando una serie de señales neuronales y aplicando herramientas computacionales complejas para determinar lo que significan.
En comparación, con el uso de una malla electrónica similar a un tejido, los investigadores pueden leer señales de neuronas específicas a lo largo del tiempo, lo que podría permitir el desarrollo de interfaces mejoradas cerebro-máquina para prótesis.
"Creemos que esto va a ser muy poderoso, porque podemos identificar circuitos y grabar y estimular de una manera que no había sido posible antes", dijo Lieber. "Entonces, lo que me gusta decir es: creopor lo tanto sucede. "
Lieber incluso planteó la posibilidad de que algún día la electrónica de malla inyectable con jeringa se pueda usar para tratar lesiones catastróficas en el cerebro y la médula espinal.
"No creo que eso sea ciencia ficción", dijo. "Otras personas pueden decir que será posible a través, por ejemplo, de la medicina regenerativa, pero estamos persiguiendo esto desde un ángulo diferente.
"Mi sensación es que se trata de una integración perfecta entre los sistemas biológico y electrónico, por lo que no son entidades distintas", continuó. "Si podemos hacer que la electrónica se vea como la red neuronal, trabajarán juntos... y ahí es donde quieres estar si quieres aprovechar las fortalezas de ambos ".
Fuente de la historia :
Materiales proporcionados por Universidad de Harvard . Nota: el contenido se puede editar por estilo y longitud.
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