Investigadores chinos desarrollan una sonda ‘Neurotentacle’ de rigidez ajustable para la implantación de una interfaz cerebro-computadora

Ilustración de la sonda "Neurotentacle" de rigidez ajustable. Foto: Advanced Science

Investigadores chinos han logrado avances significativos en el desarrollo de implantes flexibles e invasivos de interfaz cerebro-computadora, creando una sonda "Neurotentacle" de rigidez ajustable que puede reducir el daño causado por la implantación en un 74 %, según informó el martes Science and Technology Daily.

La sonda "Neurotentacle", desarrollada por investigadores del Instituto de Semiconductores de la Academia China de Ciencias (ACC), contiene un diminuto sistema hidráulico. Durante la implantación, la sonda "Neurotentacle", accionada hidráulicamente, se endurece como un globo inflado para penetrar con precisión el tejido cerebral. Una vez colocada, se ablanda para minimizar el daño y recupera su flexibilidad para adaptarse al microambiente cerebral, según el informe.

Los hallazgos se publicaron en línea en la revista internacional Advanced Science el 21 de julio.

Con el rápido desarrollo de las interfaces cerebro-computadora y la neurociencia, los microelectrodos neuronales flexibles se consideran un método ideal para lograr una adquisición de señales neuronales estable y a largo plazo, gracias a su excelente biocompatibilidad, que reduce las respuestas inmunitarias en el tejido cerebral y prolonga la longevidad in vivo del dispositivo.

En comparación con los electrodos rígidos tradicionales, la sonda flexible reduce significativamente el daño físico al tejido cerebral durante la inserción, suprime las respuestas inflamatorias posteriores a la implantación y prolonga su tiempo de funcionamiento estable en el organismo, lo que demuestra un gran potencial de aplicación, según el informe.

Sin embargo, según Pei Weihua, investigador del Instituto de Semiconductores y coautor del artículo de investigación, debido a la excesiva suavidad del material, es muy difícil que los microelectrodos neuronales flexibles penetren el tejido cerebral denso y alcancen la zona objetivo sin un soporte rígido externo. Este desafío se ha convertido en el principal obstáculo que impide la aplicación práctica de los microelectrodos neuronales flexibles, declaró Pei el jueves.

Para abordar este desafío, los investigadores desarrollaron un nuevo tipo de sonda, denominada "Neurotentacles", que se endurece durante la inserción para penetrar el tejido y se ablanda posteriormente para minimizar el daño y permitir registros estables a largo plazo. El diseño logra dos objetivos: minimizar el daño de la implantación y permitir registros neuronales estables, duraderos y de alta calidad, según Wang Yang, coautor principal del artículo de investigación e investigador del Instituto de Semiconductores.

Un equipo dirigido por Liang Jing, investigador del Instituto de Psicología de la CAS y coautor del artículo de investigación, validó la sonda "Neurotentacle" en experimentos con animales.

Los resultados mostraron que, en comparación con los métodos tradicionales de implantación guiada por microagujas, la sonda "Neurotentacle" redujo el daño inducido por la implantación en más del 74 % y alivió la inflamación crónica posterior en aproximadamente un 40 %.

Además, en experimentos a largo plazo con ratones, la nueva sonda registró consistentemente señales neuronales claras y estables, con un número y una calidad de señales neuronales efectivas capturadas que superan a las de los electrodos flexibles convencionales, afirmó Liang.

Según Pei, la tecnología de la sonda "Neurotentacle" permite realizar eficazmente el registro neuronal a largo plazo con microelectrodos neuronales flexibles, lo que proporciona una nueva y potente herramienta para el estudio de regiones cerebrales y circuitos neuronales. Este logro marca un paso clave hacia el uso práctico de los microelectrodos flexibles y abre una vía innovadora para la próxima generación de tecnologías de interfaz neuronal mínimamente invasivas.