Sondas cerebrales mínimamente invasivas

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Este texto es una colaboración del Cuaderno de Cultura Científica con Next
Nanoelectronic-brain-probes_Fig1e_300m_newLa interacción del encéfalo con la electrónica es cada día más importante para pacientes, médicos e investigadores: desde la estimulación profunda para el tratamiento de los enfermos de Parkinson hasta la monitorización de la actividad de las neuronas motoras que controlan las prótesis de última generación.

Sin embargo las sondas convencionales, hechas de metal o siliconas, que se emplean habitualmente son mucho más rígidas que el tejido encefálico. Cuando el encéfalo se mueve a lo largo del día las sondas pueden desplazarse dentro de él, lo que puede impedir que los sensores tomen datos continuamente de la misma zona o que dejen de estimular la zona correcta, lo que es crítico para los pacientes con párkinson. También pueden producir marcas en los tejidos.

Se están estudiando distintas soluciones. Una de ellas, muy prometedora, acaba de ser publicada en Nature Materials por Chong Xie, de la Universidad de Harvard, y colaboradores. Se trata de unos electrodos neuronales ultraflexibles. Los han probado con ratas, en las que pudieron determinar qué neurona específica se disparaba cuando movían un bigote concreto y comprobar que los resultados se mantenían constantes durante periodos largos de tiempo mientras la rata hacía vida normal.

Los investigadores de Harvard fabricaron el nuevo tipo de electrodo intercalando conectores metálicos en una maya de una resina epoxídica conocida como SU-8, que es fotosensible. Esta resina puede formar agujas muy finas cuando se enfría con nitrógeno líquido. Son estas agujas las que se introducen en el encéfalo. Una vez allí, la temperatura corporal ablanda la resina que deja colocados en su sitio en una estructura que es siete órdenes de magnitud menos rígida que las sondas convencionales.

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Cuando hicieron el experimento con ratas, dejaron las nuevas sondas colocadas durante cinco semanas. Tras este tiempo, las sondas no solo no se habían movido sino que se habían integrado perfectamente, con neuronas creciendo dentro de los huecos. No solo eso, la señal continua de la misma neurona implica que no existe cicatrización alrededor de la sonda que impida la comunicación.

Las ventajas son tan evidentes y el prototipo presentado está tan avanzado que no sería de extrañar que en un futuro próximo encontremos sondas basadas en SU-8 en centros de investigación neurocientífica y hospitales.

Referencia:

Chong Xie et al (2015) Three-dimensional macroporous nanoelectronic networks as minimally invasive brain probes Nature Materials DOI: 10.1038/nmat4427

Sobre el autor: César Tomé López es divulgador científico y editor de Mapping Ignorance

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