Imagen SEM de electrodo de micro-hebra funcional y completamente ensamblado. (crédito: Takashi Kozai)
Un electrodo, flexible y delgado, desarrollado en la Universidad de Michigan, es 10 veces más pequeño que el más pequeño existente en la actualidad y pudo realizar mediciones de largo plazo de la actividad neuronal práctica.
Esta clase de tecnología podría ser eventualmente utilizada para enviar señales a través de una interfase cerebro-computadora (BCI) para el manejo de prótesis, evitando así la inflamación causada por electrodos grandes, lo que resulta en daño tanto del cerebro como de los electrodos.
Los electrodos actuales son rígidos y enormes comparados con las neuronas, y son atacados por el sistema inmune, lo que inflama el tejido cerebral y bloquea la comunicación entre el electrodo y las células.
El nuevo electrodo no es un agente invasor. Es una hebra de fibra de carbón altamente conductora, cubierta de plástico para bloquear señales provenientes de otras neuronas. La almohadilla conductora de gel en su parte final es compatible con las membranas suaves de las células, y ese tipo de conexión significa que las señales de las células cerebrales se hacen mucho más claras.
“Es un gran paso adelante”. dijo Nicholas Kotov. “Este electrodo tiene cerca de siete micrones de diámetro, o 0.007 milímetros, y su competidor más cercano es de 25 a 100 micrones”.
Para demostrar lo bien que estos electrodos ‘escuchan’ a neuronas reales, el equipo, encabezado por Daryl Kipke, lo implantó en el cerebro de ratas. Este electrodo puede enfocarse en una sola neurona, y durante el experimento se pudo observar las señales eléctricas llegando a través de la fibra. No era aquello una conversación entre neuronas, sino más bien la señal proveniente de una sola.
La posibilidad de escuchar neuronas individuales podría ayudar a la investigación neuro-científica en general.
“¿Cómo se comunican las neuronas entre sí? ¿Cuáles son las rutas del procesamiento de información en el cerebro? Estas son preguntas que pueden responderse en el futuro con este tipo de técnica”, dijo Kotov.
“Debido al hecho que estos dispositivos son muy pequeños, podemos combinarlos con técnicas ópticas nuevas para observar visualmente lo que hacen las células en el cerebro mientras escuchan sus señales eléctricas”, dijo Takashi Kozai. “Este avance nos dará nueva comprensión sobre como funciona el cerebro en el nivel celular y de conexiones”.
El electrodo que el equipo utilizó no es un dispositivo listo para pruebas clínicas, pero los resultados sugieren que la creación de arreglos de electrodos es posible en estas dimensiones para hacer viable la construcción de mejores dispositivos y de mayor duración.
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