Desarrollo de un sistema viviente híbrido biológico-electrónico

Uno de los mayores retos en las neurociencias cognitivas o de rehabilitación es tener la capacidad para diseñar un sistema híbrido funcional que pueda conectar un sistema biológico, como las neuronas en el cerebro, con algún dispositivo electrónico e intercambiar información entre ambos medios.

Un gran esfuerzo multidisciplinario de investigadores en Italia reunió a físicos, químicos, bioquímicos, ingenieros biólogos moleculares y fisiólogos para analizar la biocompatibilidad de un sustrato destinado a conectar esos componentes biológicos con otros electrónicos, y comprobar qué nivel de funcionalidad mantienen las células que se adhieren a él creando un sistema vivo híbrido.

Para la conexión con el componente electrónico, el equipo de la física Silvia Caponi, del Consejo Nacional de Investigación en Roma, Italia, escogió un memorresistor.

Al memorresistor se le considera cada vez más como el mejor equivalente electrónico de una sinapsis. Las sinapsis son, por así decirlo, los cables que conectan a unas neuronas con otras. Cuanto más se usa una conexión, más se fortalece.

Al igual que las sinapsis, los memorresistores "recuerdan" impulsos anteriores y "aprenden" a partir de ellos. En su caso, estas señales son impulsos eléctricos que en principio provienen de los circuitos eléctricos a los que están conectados pero que en un futuro quizá no muy lejano podrían llegar de células nerviosas. La cantidad de corriente que un memorresistor permite pasar depende de cuán fuerte fue la corriente que circuló anteriormente a través de él y de cuánto tiempo estuvo expuesto a ella.

Algunas de las células investigadas. (Foto: Silvia Caponi, et al.)

En definitiva, combinando memorresistores dentro de los circuitos eléctricos es posible crear conexiones que funcionan de manera similar a como lo hacen las sinapsis naturales.

Las capas de polímeros orgánicos, como el llamado PANI, un polímero semiconductor, también poseen propiedades memorresistivas, permitiéndoles trabajar directamente con materiales biológicos dentro de un sistema híbrido bioelectrónico.

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