La interfaz es hacedero de insertar en el cuerpo cuando está sequía, pero «sigilosa» en el interior del cerebro cuando está mojada.
Un equipo de investigación de KAIST y colaboradores revelaron una interfaz cerebro-máquina flexible basada en hidrogel recientemente desarrollada. Para estudiar la estructura del cerebro o identificar y tratar enfermedades neurológicas, es fundamental desarrollar una interfaz que pueda estimular el cerebro y detectar sus señales en tiempo real. Sin embargo, las interfaces neuronales existentes son mecánica y químicamente diferentes del tejido cerebral real. Esto provoca la respuesta de cuerpo extraño y forma una capa aislante (cicatriz glial) alrededor de la interfaz, lo que acorta su vida.
Para resolver este problema, el equipo de investigación del profesor Seongjun Park desarrolló una «interfaz que imita el cerebro» insertando un haz de fibras multifuncional hecho a medida en el cuerpo de hidrogel. El dispositivo está compuesto no solo por una fibra óptica que controla células nerviosas específicas con luz para realizar procedimientos optogenéticos, sino que también tiene un haz de electrodos para leer las señales cerebrales y un canal de microfluidos para administrar medicamentos al cerebro.
La interfaz es fácil de insertar en el cuerpo una vez seca, ya que los hidrogeles se solidifican. Pero una vez en el cuerpo, el hidrogel absorberá rápidamente los fluidos corporales y se asemejará a las propiedades de los tejidos circundantes, minimizando así la respuesta de cuerpo extraño.
El equipo de investigación aplicó el dispositivo a modelos animales y demostró que era posible detectar señales neuronales durante un máximo de seis meses, mucho más de lo que se registró anteriormente. También fue posible realizar experimentos optogenéticos y de comportamiento a largo plazo en ratones que se movían libremente con una reducción significativa en las respuestas a cuerpos extraños, como la activación inmunológica y glial, en comparación con los dispositivos existentes.
«Esta investigación es significativa porque fue la primera en utilizar un hidrogel como parte de una sonda de interfaz neuronal multifuncional, lo que aumentó drásticamente su vida útil», dijo el profesor Park. «Con nuestro descubrimiento, esperamos avanzar en la investigación de trastornos neurológicos como el Alzheimer o el Parkinson que requieren una observación a largo plazo».
Fuente de la historia:
Materiales proporcionados por Instituto Avanzado de Ciencia y Tecnología de Corea (KAIST). Nota: El contenido se puede cambiar por estilo y longitud.