Microsonda flexible para comunicación neuronal

Investigadores de la Universidad de California en San Diego han desarrollado una pequeña sonda nerviosa que tiene aproximadamente una quinta parte del ancho de un cabello humano. La sonda es flexible y se puede implantar durante períodos prolongados sin empeorar el sistema inmunitario, en parte debido a su forma pequeña y discreta.

Su tamaño en miniatura significa que también puede ser adecuado para la implantación en áreas donde otras sondas no encajan, como entre las vértebras y la médula espinal. La sonda coaxial tiene un canal eléctrico y un canal óptico, y puede registrar la actividad eléctrica de las neuronas y estimularlas usando luz. Hasta ahora, la sonda ha mostrado un rendimiento estable hasta un mes después de que los investigadores la implantaran en el cerebro de los ratones.

Es posible que estemos al borde de una nueva era de tecnologías que pueden monitorear y controlar nuestros tejidos nerviosos, y las oportunidades médicas son enormes, desde reducir el dolor hasta controlar las convulsiones. Sin embargo, el quid de estas tecnologías ocurre cuando interactúan con nuestras neuronas y, por lo tanto, los neurosensores son un desarrollo tecnológico importante en el avance de los neurorreguladores.

Este último ejemplo se distingue por su pequeño tamaño, con un diámetro de 8-14 μm. Para poner esto en perspectiva, un cabello humano es cinco veces más grueso. Esto significa que puede llegar a áreas que otras sondas no pueden alcanzar, como pequeños nervios periféricos o incluso el pequeño espacio entre las vértebras y la propia médula espinal.

«Aquí es donde necesitará una sonda realmente pequeña y flexible que pueda colocarse entre las vértebras para interactuar con las neuronas y pueda doblarse a medida que se mueve la médula espinal», dijo el coautor del estudio, Axel Nimerjan. «Para la interacción neuronal crónica, se necesita una sonda críptica, algo que el cuerpo ni siquiera sabe que está ahí pero que aún puede comunicarse con las neuronas», agregó Donald Serpoli, otro investigador del proyecto.

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En un desafío de ingeniería, los investigadores introdujeron dos canales dentro de una sola sonda, uno para transmitir datos eléctricos de las neuronas a un dispositivo externo y un segundo canal óptico para transmitir luz, como una forma de estimular y controlar las neuronas cercanas. Hasta ahora, los investigadores han probado la sonda en ratones y han descubierto que proporciona un rendimiento estable durante un mes cuando se implanta en el cerebro.

«Actualmente, sabemos relativamente poco sobre cómo funciona la médula espinal, cómo procesa la información y cómo su actividad neuronal puede verse interrumpida o deteriorada en ciertos estados de enfermedad», dijo Nimerjan. «Grabar desde esta estructura dinámica y pequeña ha sido un desafío técnico, y creemos que nuestras sondas y futuros conjuntos de sondas tienen un potencial único para ayudarnos a estudiar la médula espinal, no solo entendiéndola en un nivel fundamental, sino también pudiendo modular su actividad».

Vea un video de la inserción de la sonda:

el estudio en Comunicaciones de la naturaleza: Microbios mecanoeléctricos coaxialmente flexibles para una interacción mínimamente invasiva con circuitos neuronales intrínsecos

A través de: Universidad de California San Diego

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