Envío inalámbrico directo de información al cerebro sin usar las vías sensoriales naturales

En un nuevo y espectacular avance para la neurobiología y la bioelectrónica, unos científicos han desarrollado un dispositivo inalámbrico, aproximadamente del tamaño de un sello de correos y más delgado que una tarjeta de crédito, que se adapta a la superficie del cráneo y envía información directamente al cerebro, evitando las vías sensoriales naturales del cuerpo. El aparato utiliza fotones de una banda del espectro electromagnético apta para ese fin.

El dispositivo, blando y flexible, se coloca debajo del cuero cabelludo, pero encima del cráneo, y desde allí emite patrones precisos de luz de esa banda a través del hueso para activar selectivamente grupos de neuronas de toda la corteza cerebral.

El avance es obra de un equipo integrado, entre otros, por Mingzheng Wu, Yevgenia Kozorovitskiy y John A. Rogers, de la Universidad del Noroeste en Evanston, Illinois, Estados Unidos.

En experimentos realizados durante el estudio, los investigadores se valieron de los patrones transmitidos por el dispositivo mediante las ráfagas lumínicas para activar poblaciones específicas de neuronas en las profundidades del cerebro de ratones. (Esas neuronas reaccionan a la luz debido a modificaciones genéticas que les hicieron a tal fin). Los ratones aprendieron rápidamente a interpretar estos patrones como señales portadoras de significados específicos, que podían reconocer y utilizar. Incluso sin la intervención del tacto, la vista ni el oído, los animales recibieron información que les resultó útil para tomar decisiones y completar con éxito tareas.

El dispositivo delgado, flexible e inalámbrico se muestra aquí junto a una moneda de 25 centavos para tener una referencia visual clara de su tamaño. El dispositivo emite patrones complejos de luz (mostrados aquí como una "N") para transmitir información directamente al cerebro. (Imagen: Mingzheng Wu / Northwestern University)

Esta nueva tecnología tiene un inmenso potencial para diversas aplicaciones terapéuticas, como proporcionar retroalimentación sensorial para prótesis de extremidades robotizadas, administrar estímulos artificiales para futuras prótesis de visión o audición, modular la percepción del dolor sin opioides ni otros fármacos, mejorar la rehabilitación tras un ictus o una lesión, controlar extremidades robóticas con el cerebro y más.

Wu, Kozorovitskiy, Rogers y sus colegas exponen los detalles técnicos de su nuevo sistema en la revista académica Nature Neuroscience, bajo el título “Patterned wireless transcranial optogenetics generates artificial perception”. (Fuente: NCYT de Amazings)