Increíble neuro-malla inyectable que cubre el cerebro y puede controlar neuronas individuales

Un nuevo e increíble estudio de un grupo internacional de investigadores ha creado una fina malla de polímero que se puede incrustar con docenas de dispositivos electrónicos a nanoescala, enrollar y luego inyectar de forma segura en la superficie del cerebro de los mamíferos. La evidencia sugiere que la malla puede ser completamente aceptada por el tejido neural del ratón, y una vez allí, la red de pequeños componentes electrónicos puede conectar regiones enteras del cerebro o incluso concentrarse en neuronas individuales. Si se confirman a través de estudios adicionales, los hallazgos de este equipo podrían ayudar a tratar una gran cantidad de enfermedades cerebrales y constituir un paso adelante increíblemente importante para la ciencia del cerebro.



Si bien la tecnología hasta ahora solo ha ha sido probado en ratones, Hay muchas esperanzas de que se aplique a los cerebros humanos. Todos los pasos serían los mismos: taladre un pequeño orificio en la parte superior del cráneo, inserte una jeringa pequeña e inyecte una red de polímero suave enrollada. La red se despliega a medida que sale de la punta de la aguja, cubriendo la región apropiada del cerebro y asentándose para llenar los huecos y contornos naturales que existen. Donde los hilos de su red se cruzan, el equipo ha incrustado un pequeño electrodo para leer la actividad o un pequeño transistor para crearlo. Esto significa que, una vez implantada, la red puede permanecer activa y permitir un control a largo plazo sin precedentes sobre unos pocos centímetros cuadrados de tejido cerebral.

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Investigaciones anteriores con cultivos de probeta ya habían demostrado que las neuronas de los mamíferos pueden crecer sobre y alrededor de estas redes (al menos durante algunas semanas), ya que las células parecen tratar la estructura del polímero casi como los andamios de proteínas naturales que a menudo construyen ellas mismas. Los ratones utilizados en este estudio se mantuvieron saludables para el cerebro durante cinco semanas completas después de la implantación, y aunque eso aún podría desmoronarse fácilmente en la marca de las seis semanas o más, es un logro impresionante. Si se demuestra que la red es segura para el uso a largo plazo, los pacientes humanos podrían utilizar las capacidades excitadoras de la red para compensar los síntomas de la enfermedad de Parkinson y tal vez incluso ciertos tipos de daño por accidente cerebrovascular.



Sin embargo, el potencial real está en el sector de la investigación. Tener una red de sensores estáticos incrustada en el cerebro podría permitir a los investigadores rastrear y volver a probar neuronas o regiones pequeñas del cerebro repetidamente a lo largo del tiempo, algo que actualmente es muy difícil de hacer. También hace posible observar la actividad de muchas regiones cerebrales diferentes a la vez, todo en un solo animal individual, lo que también es difícil de lograr fuera de los escáneres cerebrales del tamaño de una habitación.

Aquí hay una rata preparada para recibir señales optogénicas (de luz) a ciertas regiones del cerebro. Algún día miraremos imágenes como esta con total incredulidad.

Aquí hay una rata preparada para recibir señales optogénicas (de luz) a ciertas regiones del cerebro. Algún día miraremos imágenes como esta con total incredulidad.

Además de estudiar los efectos de inyectar su malla en cerebros cada vez más parecidos a los humanos durante períodos de tiempo cada vez más largos, el equipo también quiere hacer que su red sea físicamente más grande, para que pueda cubrir una mayor parte del cerebro. Esto les permitiría incrustar cientos de electrodos y / o transistores, leyendo y excitando las células cerebrales con una fidelidad increíble. Otra posibilidad fascinante se deriva del deseo del equipo de inyectar las redes en ratones bebés, para ver cómo reacciona su cerebro al crecer alrededor y a través de la red.

El avance aquí no está en ninguna habilidad particular de la red, sino en cuánto más práctica y útil la red podría hacer que esas habilidades mundanas sigan adelante. Los científicos del cerebro han estado usando técnicas como los optogénicos para excitar neuronas individuales durante años, pero tales técnicas requieren que diseñemos genéticamente el sujeto de investigación y, en general, somos bastante meticulosos con las condiciones de investigación. Si esto pudiera convertirse en un implante cerebral flexible de por vida, como esperan los investigadores, podría permitir que una amplia variedad de investigadores realicen sus sueños en la ciencia del cerebro.



En la carrera multimillonaria para comprender el cerebro, es imposible exagerar la posible utilidad de poder estudiar los efectos de las neuronas individuales o regiones del cerebro a lo largo de la vida de un animal. Un investigador descrito es “asombroso”, y aunque ciertamente se necesitan más pruebas, muchos en la comunidad de investigación ya están intercambiando ideas sobre posibles aplicaciones que cambiarán el mundo.

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