Crean el implante neural inalámbrico más pequeño del mundo

El cerebro humano contiene aproximadamente cien mil millones de neuronas, y las señales químicas y eléctricas que intercambian generan la mayoría de las funciones mentales. Usar implantes neurales para leer con precisión estas señales es esencial para la investigación y el tratamiento de enfermedades neurodegenerativas. Unos científicos han probado con éxito en ratones un implante ultrapequeño totalmente inalámbrico, algo que hasta ahora solo era una posibilidad teórica.

El logro es obra de un equipo integrado, entre otros, por Sunwoo Lee, del Instituto Avanzado de Ciencia y Tecnología (KAIST) en Corea del Sur, y Alyosha Molnar, de la Universidad Cornell en Estados Unidos.

Este singular dispositivo, llamado MOTE (Micro-Scale Opto-Electronic Tetherless Electrode), con un volumen de menos de 1 nanolitro, es más pequeño que un grano de sal. De entre todos los implantes neurales inalámbricos conocidos del mundo, es el más diminuto.

MOTE es un sistema totalmente inalámbrico que no requiere batería. El dispositivo está diseñado para recibir luz externa a partir de la cual generar la energía que precisa, detectar ondas cerebrales y luego transmitir la información al exterior, integrada en la señal lumínica, mediante Modulación por Posición de Pulso (PPM). El dispositivo emplea luz infrarroja.

Su diseño reduce drásticamente el consumo de energía y elimina la necesidad de reemplazar la batería, lo que permite un uso prolongado. También se ha minimizado el riesgo de sobrecalentamiento.

El equipo de investigación realizó un experimento a largo plazo, de un año de duración, implantando unidades de MOTE en los cerebros de ratones.

Los resultados del experimento demuestran que las mediciones de las ondas cerebrales durante el período de estudio dieron valores normales, que no hubo casi nada de inflamación alrededor del implante y que el rendimiento del dispositivo no menguó.

A la izquierda, el dispositivo MOTE sobre un cristal de sal. A la derecha, implantes neurales de MOTE en cerebro de ratón 296 días después de su inserción. (Imágenes: KAIST)

Lee, Molnar y sus colegas exponen los detalles técnicos del nuevo implante cerebral en la revista académica Nature Electronics, bajo el título “A subnanolitre tetherless optoelectronic microsystem for chronic neural recording in awake mice”. (Fuente: NCYT de Amazings)