Los científicos inventan un implante cerebral blando cargado de forma inalámbrica

Imagen de KAIST

La nueva tecnología puede ayudar en el tratamiento de trastornos psiquiátricos y enfermedades neurodegenerativas.

Por Faisal Khan / Feb 10, 2021

Traducido por L. Domenech

Cuando se trata de órganos humanos, el cerebro es el órgano más importante de nuestro cuerpo. Las neurovías en este importante órgano le permiten emprender las tareas más fáciles para resolver los problemas matemáticos más complejos. La decodificación de estas vías podría conducir a un tesoro de información, que puede abrir una amplia gama de posibilidades. El desarrollo de interfaces cerebro-computadora (BCI) es un paso importante en esa dirección.

A principios de 2020, escribí sobre el primer dispositivo BCI Plug-and-play que traduce la actividad cerebral en acción. La aplicación más prometedora de estos BCI se está viendo en el campo de la medicina, como se informó el año pasado cuando una interfaz cerebro-computadora restauró los sentidos vitales de un hombre paralizado. Ciertamente puede sentir su importancia cuando esta tecnología futurista está siendo desarrollada activamente por grandes tecnológicos como Facebook y Neuralink respaldado por Musk.

Llevando esta investigación un paso más allá, los científicos del Instituto Avanzado de Ciencia y Tecnología de Corea (KAIST) ahora han desarrollado un implante de cerebro blando controlado por teléfono inteligente que se puede recargar de forma inalámbrica desde fuera del cuerpo. Más importante aún, la invención puede ayudar a descubrir y tratar trastornos psiquiátricos y enfermedades neurodegenerativas como la adicción, la depresión y el Parkinson. 

"Creemos que la misma tecnología básica se puede aplicar a varios tipos de implantes, incluidos los estimuladores cerebrales profundos y los marcapasos cardíaco y gástrico, para reducir la carga de los pacientes para el uso a largo plazo dentro del cuerpo".

~ Profesor Jae-Woong Jeong, investigador principal

La investigación es la continuación del trabajo anterior realizado por el equipo en 2019, donde desarrollaron el dispositivo neural de implante inalámbrico montado en la cabeza, bajo la dirección del investigador principal, el profesor Jae-Woong Jeong. Si bien la versión anterior del dispositivo podía administrar múltiples medicamentos y tratamientos de estimulación de luz de forma inalámbrica mediante el uso de un teléfono inteligente, la versión mejorada consiste en un sistema optoelectrónico suave totalmente implantable que se puede controlar de forma remota y selectiva mediante un teléfono inteligente. 

El dispositivo implantable inalámbrico de nuevo desarrollo aborda las limitaciones de los implantes atados convencionales. Este último suele causar estrés e inflamación en animales que se mueven libremente durante los estudios cerebrales, pero el nuevo diseño inalámbrico lo evita además de alargar la vida útil de los dispositivos. Además, los dispositivos anteriores necesitaban cirugías intermitentes para recargar las baterías. La otra opción eran configuraciones inalámbricas voluminosas, que limitaban severamente la escalabilidad y las opciones experimentales de tales estudios.

El novedoso dispositivo está equipado con un recolector de energía inalámbrico y una antena en espiral que captura campos magnéticos alternos que son pulsados ​​inofensivamente a través de la piel, generando así electricidad y cargando la pequeña batería a bordo. Según la investigación, el implante Bluetooth alimentado por batería entrega patrones de luz programables a las células cerebrales mediante una aplicación de teléfono inteligente "fácil de usar" para el control cerebral en tiempo real (figura anterior).

Luego, los científicos realizaron ensayos en ratas para ver si los implantes tenían éxito en la supresión del comportamiento inducido por la cocaína después de que los animales fueron inyectados con cocaína. El implante logró esto mediante la estimulación de luz precisa de las neuronas objetivo relevantes en sus cerebros utilizando los LED controlados por teléfono inteligente. No hace falta decir que los sistemas se pueden recargar de forma inalámbrica sin obstaculizar el movimiento del animal o interrumpir el experimento.

Los investigadores creen que la tecnología puede tener una amplia gama de aplicaciones médicas en la investigación del cerebro y la intervención terapéutica para tratar diversas enfermedades aquí y en otros órganos. 

El artículo original se puede leer en inglés en Medium / Technicity