Electrodo robótico blando ofrece solución mínimamente invasiva para la craneocirugía

Sin embargo, crear un equipo que pueda pasar a través de una pequeña abertura y funcione de manera efectiva en el otro lado requiere un diseño innovador. Ahora, los investigadores han desarrollado un electrodo cortical que se puede insertar a través de una pequeña abertura en el cráneo y aún así proporcionar datos significativos sobre la actividad eléctrica del cerebro.

A los investigadores de la EPFL (Lausana, Suiza) se les encomendó la tarea de crear un gran conjunto de electrodos corticales que pudiera introducirse a través de una diminuta abertura en el cráneo. El objetivo era desplegar el dispositivo en el pequeño espacio de aproximadamente 1 mm entre el cráneo y la superficie del cerebro, todo sin causar daño al cerebro. Los investigadores inventaron un electrodo robótico suave, capaz de insertarse a través de una pequeña abertura en el cráneo, que despliega una serie de brazos en espiral, lo que permite realizar mediciones de electrocorticografía en un área de superficie cerebral relativamente más grande. Esta tecnología podría ser extremadamente beneficiosa para los neurocirujanos que buscan mapear las regiones del cerebro responsables de los ataques epilépticos y luego abordar quirúrgicamente estas áreas problemáticas. Al minimizar la parte del cráneo extirpada durante la cirugía, la recuperación del paciente es más rápida y se reduce el trauma asociado con dichos procedimientos.

El prototipo inicial consta de un conjunto de electrodos lo suficientemente pequeño como para pasar a través de un orificio de 2 cm de diámetro, pero cuando se despliega, se extiende a lo largo de una superficie de 4 cm de diámetro. Cuenta con seis brazos en forma de espiral diseñados para maximizar el área de superficie del conjunto de electrodos y, por lo tanto, la cantidad de electrodos que interactúan con la corteza. Los brazos rectos pueden llevar una distribución desigual de los electrodos y una superficie de contacto reducida con el cerebro. Parecido a una mariposa en espiral metida de forma compacta dentro de su capullo antes de la transformación, el conjunto de electrodos, con sus brazos en espiral, está cuidadosamente contenido dentro de un tubo cilíndrico, o cargador, listo para insertarse a través de la pequeña abertura del cráneo. Un mecanismo de activación de desviación inspirado en la robótica blanda permite que los brazos en espiral se desplieguen suavemente sobre el tejido cerebral sensible, uno a la vez.

El conjunto de electrodos se parece a un guante de goma, con electrodos flexibles estampados en un lado de cada "dedo" en forma de espiral. El "guante" se da la vuelta y se aloja dentro del cargador cilíndrico. Para el despliegue, se inserta líquido en cada "dedo invertido" individualmente, haciendo que se revierta y se despliegue sobre el cerebro. El patrón de electrodos se crea evaporando oro flexible sobre materiales elastoméricos altamente adaptables. El conjunto de electrodos desplegables se ha probado con éxito en un minicerdo.

“Las neurotecnologías mínimamente invasivas son métodos esenciales para ofrecer terapias eficientes y adaptadas al paciente”, dijo Stéphanie Lacour, profesora del Instituto EPFL Neuro X. “Necesitábamos diseñar un conjunto de electrodos en miniatura capaz de plegarse, pasar a través de un pequeño orificio en el cráneo y luego desplegarse en una superficie plana que descansa sobre la corteza. Luego combinamos conceptos de bioelectrónica blanda y robótica blanda”.

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EPFL