Implante neural suave de control inalámbrico estimula las células del cerebro

Desarrollado en el Instituto Avanzado de Ciencia y Tecnología de Corea (KAIST; Daejeon, República de Corea), la Universidad de Washington (UW; Seattle, EUA) y la Universidad de Colorado (Boulder, EUA), el implante neural incluye una sonda suave y ultradelgada (el grosor de un cabello humano), que contiene canales microfluídicos y pequeños LED, más pequeños que un grano de sal. El implante también contiene cartuchos de medicamentos reemplazables ‘plug-n-play’, lo que permite la neurofarmacología continua y la fotoestimulación de los mismos circuitos cerebrales con dosis ilimitadas de medicamentos y suministro de luz.

La activación de la sonda cerebral optofluídica implantable inalámbrica se controla con una interfaz de usuario simple en cualquier teléfono inteligente, brindando a los neurocientíficos la capacidad de activar fácilmente cualquier combinación específica o secuenciación precisa de la luz LED y la administración de medicamentos, sin estar físicamente dentro del laboratorio, e incluso configurar la entrega totalmente automatizada. Para el estudio, los investigadores demostraron el uso de las sondas al controlar la actividad locomotora en ratones durante más de cuatro semanas. El estudio fue publicado el 5 de agosto de 2019 en la revista Nature Biomedical Engineering.

“Esta tecnología eclipsa significativamente los métodos convencionales utilizados por los neurocientíficos, que generalmente involucran tubos metálicos rígidos y fibras ópticas para administrar medicamentos y luz”, dijo el autor principal, Raza Qazi, PhD, de KAIST y la Universidad de Colorado Boulder. “Además de limitar el movimiento del individuo debido a equipos voluminosos, su estructura relativamente rígida causa lesiones en el tejido cerebral blando con el tiempo, por lo que no son adecuados para la implantación a largo plazo. Estamos interesados en seguir desarrollando esta tecnología para hacer un implante cerebral que se pueda usar para aplicaciones clínicas”.

“Esta tecnología ayudará a los investigadores de muchas maneras. Nos permite diseccionar mejor la base del comportamiento del circuito neural y cómo los neuromoduladores específicos en el cerebro sintonizan el comportamiento de varias maneras”, agregó el coautor del estudio y profesor de anestesiología, medicina para el dolor y farmacología, Michael Bruchas, MD, PhD, de la facultad de medicina en la UW. “También estamos ansiosos por usar el dispositivo para estudios farmacológicos complejos, lo que podría ayudarnos a desarrollar nuevas terapias para el dolor, la adicción y los trastornos emocionales”.

La fotoestimulación es el uso de la luz para activar artificialmente compuestos biológicos, células, tejidos o incluso organismos completos. Una forma de fotoestimulación es la optogenética, que ha demostrado ser muy prometedora en el tratamiento de una serie de trastornos neurológicos como la enfermedad de Parkinson y la epilepsia al enfocarse en tipos de células o circuitos neuronales específicos. Hasta ahora, solo se ha implementado con fines de investigación en el campo de la neurobiología, sirviendo para revelar más sobre los mecanismos de trastornos específicos.

Enlace relacionado:
Instituto Avanzado de Ciencia y Tecnología de Corea
Universidad de Washington
Universidad de Colorado