Hacia las interfaces de grafeno para conectar neuronas a dispositivos electrónicos

Unos investigadores han demostrado con éxito cómo es posible conectar grafeno (una forma "bidimensional" de carbono, o sea con solo 1 átomo de grosor) con neuronas, manteniendo al mismo tiempo la integridad de estas células vitales. Este trabajo de investigación y desarrollo podría abrir las puertas a la construcción de electrodos basados en grafeno que pudieran ser implantados de forma segura en el cerebro, ofreciendo la posibilidad de restaurar funciones sensoriales para personas con amputaciones, pacientes paralizados, o sujetos con trastornos motores como la epilepsia o el Mal de Parkinson.

Anteriormente, otros grupos habían mostrado que es posible usar grafeno tratado para interactuar con neuronas. Sin embargo, la relación señal/ruido de esas interfaces era muy baja. Desarrollando métodos para trabajar con el grafeno de un modo más adecuado con el fin de mejorar su uso en interfaces, los investigadores han logrado un electrodo notablemente mejor.

El equipo internacional de Andrea Ferrari, de la Universidad de Cambridge en el Reino Unido, y Laura Ballerini, de la Universidad de Trieste en Italia, ha conseguido por vez primera conectar directamente y con la debida eficacia grafeno con neuronas. Comprobaron la capacidad de las neuronas de generar señales eléctricas que se sabe representan actividades cerebrales, y encontraron que las neuronas mantenían sus propiedades de señalización neuronal inalteradas. Se trata del primer estudio funcional de la actividad sináptica neuronal usando materiales basados en grafeno sin recubrir.

El conocimiento científico sobre el funcionamiento del cerebro ha aumentado hasta tal punto que conectando directamente el cerebro con aparatos externos podemos ahora aprovechar y controlar algunas de sus funciones. Por ejemplo, midiendo los impulsos eléctricos del cerebro, se pueden interpretar correctamente sus órdenes y de este modo permitirle controlar periféricos artificiales, como por ejemplo extremidades protésicas robotizadas en pacientes con amputaciones, o cualquier proceso básico que desee un paciente con parálisis severa, desde la generación artificial de del habla hasta el movimiento de objetos en su entorno.

Alternativamente, es factible interferir impulsos eléctricos no deseados, silenciándolos y evitando que generen efectos perjudiciales, con lo cual se abren las puertas al bloqueo de trastornos motores como la epilepsia o el Mal de Parkinson).

En la investigación también han trabajado científicos de la Escuela Internacional Para Estudios Avanzados (SISSA/ISAS) en Italia; el Departamento de Química Orgánica de la Universidad de Castilla-La Mancha, Ciudad Real, España; el Laboratorio de Nanobiotecnología de Donostia-San Sebastián, País Vasco, España; y la Fundación Vasca Para la Ciencia, Ikerbasque, Bilbao, País Vasco, España.

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