Los investigadores de ingeniería de la Universidad de Texas en Austin han diseñado sondas cerebrales ultrafinas de hilo nanoelectrónico NET que pueden lograr un registro neural a largo plazo más confiable que las sondas existentes y no provocan la formación de cicatrices cuando se implantan. Los investigadores describieronsus hallazgos en un artículo de investigación publicado el 15 de febrero en Avances científicos .
Un equipo dirigido por Chong Xie, profesor asistente en el Departamento de Ingeniería Biomédica en la Escuela de Ingeniería Cockrell, y Lan Luan, científico investigador en la Escuela Cockrell y la Facultad de Ciencias Naturales, han desarrollado nuevas sondas que tienen mecanismos mecánicosLos cumplimientos se acercan al del tejido cerebral y son más de 1,000 veces más flexibles que otras sondas neuronales. Esta ultraflexibilidad conduce a una capacidad mejorada para registrar y rastrear de manera confiable la actividad eléctrica de las neuronas individuales durante largos períodos de tiempo.interés en desarrollar el seguimiento a largo plazo de neuronas individuales para aplicaciones de interfaz neural, como extraer señales de control neural para amputados para controlar prótesis de alto rendimiento. También abre nuevas posibilidades para seguir la progresión de enfermedades neurovasculares y neurodegenerativas como el accidente cerebrovascular,Enfermedades de Parkinson y Alzheimer.
Uno de los problemas con las sondas convencionales es su tamaño y rigidez mecánica; sus dimensiones más grandes y estructuras más rígidas a menudo causan daños alrededor del tejido que abarcan. Además, aunque es posible que los electrodos convencionales registren la actividad cerebral durante meses, a menudoproporciona grabaciones poco confiables y degradantes. También es un desafío para los electrodos convencionales rastrear electrofisiológicamente las neuronas individuales durante más de unos pocos días.
En contraste, los electrodos del equipo de UT Austin son lo suficientemente flexibles como para cumplir con los movimientos de tejido a microescala y aún así permanecer en su lugar. El tamaño de la sonda también reduce drásticamente el desplazamiento del tejido, por lo que la interfaz del cerebro es más estable y las lecturas sonmás confiable para períodos más largos de tiempo. Según el conocimiento de los investigadores, la sonda UT Austin, que es tan pequeña como 10 micras con un grosor inferior a 1 micra, y tiene una sección transversal que es solo una fracción de la de una neuronao capilar sanguíneo: es la sonda neuronal más pequeña de todas.
"Lo que hicimos en nuestra investigación es demostrar que podemos suprimir la reacción de los tejidos mientras mantenemos un registro estable", dijo Xie. "En nuestro caso, debido a que los electrodos son muy, muy flexibles, no vemos ningún signo de cerebrodaño: las neuronas se mantuvieron vivas incluso en contacto con las sondas NET, las células gliales permanecieron inactivas y la vasculatura no goteó "
En experimentos en modelos de ratones, los investigadores descubrieron que la flexibilidad y el tamaño de la sonda evitaban la agitación de las células gliales, que es la reacción biológica normal a un cuerpo extraño y provoca cicatrices y pérdida neuronal.
"La parte más sorprendente de nuestro trabajo es que el tejido cerebral vivo, el sistema biológico, realmente no le importa tener un dispositivo artificial durante meses", dijo Luan.
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Materiales proporcionado por Universidad de Texas en Austin . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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