TECNOLOGÍA Y ENFERMEDADES NEURODEGENERATIVAS

Una interfaz que no solo mide las señales neuronales, sino que también administra medicamentos

Se trata de una interfaz neuronal 3D multifuncional y flexible

La  profesora Sohee Kim y la Dra. Yoo Na Kang del Departamento de Ingeniería Robótica de DGIST frente a una imagen de su interfaz neuronal flexible (Foto. DGIST)
La profesora Sohee Kim y la Dra. Yoo Na Kang del Departamento de Ingeniería Robótica de DGIST frente a una imagen de su interfaz neuronal flexible (Foto. DGIST)

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15.01.2022 - 00:15

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Las enfermedades neurológicas cada vez afectan a más personas y en algunos casos, como la enfermedad de Alzheimer, todavía no se conoce las causas de ellas ni existen tratamientos precisos. Ante ello la tecnología busca encontrar la mejor forma de diagnosticar, hacer el seguimiento y tratar a estos pacientes y que mantengan una calidad de vida lo más aceptable posible.

En este sentido, cada vez son más las demandas de interfaces neuronales multifuncionales que permitan una mejor comprensión de los mecanismos biológicos relacionados con las enfermedades neurológicas y las redes neuronales. Con ellas, se sustituiría la medición tradicional realizada mediante electrodos colocados en el cuero cabelludo, por una capaz de adquirir señales directamente desde el interior del cerebro.[banner-DFP_1]

Los materiales utilizados en los minúsculos electrodos que hacen contacto con las neuronas, así como los de todos los conectores, deben ser flexibles pero lo suficientemente duraderos para resistir un entorno relativamente duro en el cuerpo.  El uso de estos interfaces neuronales ha sido un importante desafío debido a las inevitables respuestas inflamatorias agudas y crónicas producidas por el contacto de estos materiales y la medición de señales, lo que empeora el rendimiento eléctrico de los electrodos con el tiempo.

Investigadores coreanos han desarrollado una nueva interfaz cerebral multifuncional que puede registrar simultáneamente la actividad neuronal y administrar medicamentos líquidos al sitio de implantación para evitar la inflamación

Investigadores coreanos han desarrollado una nueva interfaz cerebral multifuncional que puede registrar simultáneamente la actividad neuronal y administrar medicamentos líquidos al sitio de implantación para evitar la inflamación. Se trata de un dispositivo que cuenta con una matriz de microelectrodos penetrantes flexibles que tienen una estructura tridimensional compuesta por electrodos de microagujas de silicio.

A través de un cable de interconexión de microfluidos integrado en la matriz, los investigadores consiguieron administrar “con éxito” medicamentos al registrar señales neuronales de inflamación aguda. “La flexibilidad y las funcionalidades de nuestro dispositivo ayudarán a que sea más compatible con los tejidos biológicos y disminuir los efectos adversos, todo lo cual contribuye a aumentar la vida útil de la interfaz neuronal", señala la coordinadora del estudio, la profesora Sohee Kim del Instituto de Ciencia y Tecnología de Daegu Gyeongbuk (DGIST) de Corea. La investigación ha sido publicada en la revista 'Nature'.[banner-DFP_4]

Se consiguió realizar un registro exitoso de señales de picos antes y después de la administración química

Las pruebas se realizaron en ratones vivos. En ellas el dispositivo fue capaz de registrar las señales eléctricas de las neuronas y administrar los químicos. De hecho, se consiguió realizar un registro exitoso de señales de picos antes y después de la administración química. Esto, según los investigadores, podría permitir “evaluar medicamentos para tratar disfunciones cerebrales”.

“Nuestro dispositivo puede ser adecuado para interfaces cerebro-máquina, que permiten a las personas paralizadas mover brazos o piernas robóticos usando sus pensamientos, y para tratar enfermedades neurológicas mediante estimulación eléctrica y / o química durante años ", explica la Dra. Yoo Na Kang del Instituto de Maquinaria y Materiales de Corea (KIMM), primer autor del estudio.

Por el momento los ensayos continuarán para analizar principalmente qué efectos tendrá la administración de medicamentos antiinflamatorios durante un periodo prolongado de tiempo a través de esta interfaz neuronal.

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