La sonda (amarilla) se puede insertar en un vaso sanguíneo a través de un catéter (cian)
Anqi Zhang, Universidad de Stanford
A los ratones se les inyectó una sonda diminuta y ultraflexible que registra la actividad en lo profundo de sus cerebros, evitando la necesidad de un implante quirúrgico. Esta tecnología podría algún día ofrecer una forma eficaz y mínimamente invasiva de monitorear y tratar las afecciones cerebrales.
Las interfaces cerebro-máquina (BMI, por sus siglas en inglés) son dispositivos implantados en el cerebro que registran sus señales eléctricas y las envían a una computadora. También se pueden utilizar para la estimulación cerebral profunda, donde los electrodos producen impulsos eléctricos para regular los impulsos anormales. Charles Lieber, profesor emérito de la Universidad de Harvard, dice que el IMC ha sido fundamental para la investigación en neurociencia y el tratamiento de afecciones neurológicas, como la enfermedad de Parkinson.
Algunos BMI usan sensores colocados en el cuero cabelludo, pero su precisión de registro tiende a ser pobre porque las señales eléctricas del cerebro son amortiguadas por el cráneo. Para medir con mayor precisión la actividad en las profundidades del cerebro, se pueden implantar electrodos mediante una cirugía de cráneo abierto.
Ahora, Lieber y sus colegas han desarrollado un IMC que puede superar el equilibrio entre un procedimiento altamente invasivo y una baja precisión.
Los vasos sanguíneos del cerebro están ubicados a unos pocos micrómetros de las neuronas, lo que los convierte en un lugar útil para monitorear la actividad cerebral. Para crear un dispositivo que se puede mover a través de vasos sanguíneos microscópicos enrollados, el equipo utilizó un polímero flexible para construir una sonda similar a una malla de 7 centímetros de largo incrustada con 16 electrodos.
Después de hacer una pequeña incisión en el cuello de un grupo de ratones, el equipo guió la sonda hacia la base del cerebro de los animales usando un catéter de 10 micrómetros de ancho. Después de insertarse en un vaso sanguíneo, la sonda se expande y se adhiere a las paredes del vaso, lo que permite que sus electrodos capten las señales de las neuronas cercanas.
Al variar el ancho del catéter, los investigadores pudieron insertar la sonda en una variedad de vasos sanguíneos diferentes, y los ratones no experimentaron efectos secundarios notables.
Debido a que la sonda es tan pequeña y es un prototipo, tiene relativamente pocos electrodos, en comparación con alrededor de 1000 en algunos implantes quirúrgicos, dice Lieber. Se podría aumentar la cantidad de electrodos para mejorar su precisión, pero es probable que el dispositivo no se use solo para monitorear la actividad y las condiciones del cerebro, dice.
El equipo ahora espera probar esta tecnología en personas, donde eventualmente podría usarse para afecciones como la epilepsia y la enfermedad de Parkinson. Lieber dice que llevará tiempo probar la seguridad y eficacia de la sonda en las personas.
Este estudio podría servir como punto de partida para la introducción de implantes vasculares mínimamente invasivos que permitan el acceso a regiones del cerebro con arreglos pequeños y complejos de vasos sanguíneos, dice Salman Kassem de la Escuela de Medicina Icahn en Mount Sinai en Nueva York.
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