Conectarse a un cerebro humano supone problemas tanto biológicos como relacionados con las ciencias de los materiales. ¿Qué tipo de interfaz es lo suficientemente delicada como para no dañar el tejido nervioso, pero lo suficientemente resistente como para durar décadas?
Varios investigadores han creado lo que consideran como una 'interfaz neural sigilosa', hecha de una sola fibra de carbono y recubierta con productos químicos para hacerla resistente a las proteínas del cerebro.
El nuevo electrodo en forma de microhilo, diseñado para captar señales de una única neurona a medida que salen de ella, tiene solo unos 7 micrómetros de diámetro. Es el más delgado desarrollado jamás y es aproximadamente 100 veces más fino que los electrodos metálicos convencionales ampliamente utilizados para estudiar cerebros de animales.
"Queríamos ver si podíamos cambiar radicalmente la tecnología de implantes", señala Takashi Kozai, investigador de la Universidad de Pittsburgh (Estados Unidos) y primer autor del estudio, publicado ayer en la revista Nature Materials. "Queríamos crear un electrodo que durase 70 años".
Los investigadores necesitan electrodos de larga duración para poder mejorar las interfaces cerebro-máquina. Estos sistemas, en los estudios preliminares, han permitido a las personas paralizadas controlar extremidades robóticas o el ratón de un ordenador. Mediante el uso de electrodos para registrar la activación de las células individuales del cerebro, los científicos han aprendido a decodificar estas señales, por ejemplo, como representativas del movimiento de los bigotes de una rata, o del esfuerzo de un tetrapléjico por mover los brazos.
"Ha sido estupendo poder demostrar que estas fibras podían ser aisladas y recubiertas con una superficie eficaz para registrar las señales", indica Andrew Schwartz, otro investigador de interfaces cerebro-máquina en la Universidad de Pittsburgh, pero que no participó en el trabajo. Advierte, sin embargo, que podría ser difícil insertar estos electrodos tan finos y flexibles en el tejido cerebral y garantizar su seguridad. Schwartz observa que los registros se vieron interrumpidos en muchos de los animales estudiados.
Schwartz afirma que en general se cree que las fibras pequeñas "son buenas porque parecen ser 'ignoradas' por el cerebro". Los electrodos convencionales dejan de grabar datos después de un par de años, a medida que se forma tejido cicatrizal a su alrededor. Para mejorar el rendimiento del electrodo, los investigadores también recubren la punta con un polímero que ayuda a recoger señales eléctricas.
En los experimentos llevados a cabo con voluntarios humanos Schwartz ha utilizado una tecnología creada hace 15 años, conocida como matriz de Utah, y consistente en una matriz rígida de alrededor de 100 electrodos de metal con aproximadamente el tamaño de la 'Q' en un teclado de ordenador.
El último trabajo, realizado en el laboratorio de la Universidad de Ingeniería Neural de Michigan (EE.UU.), fue dirigido por Daryl Kipke, investigador y también director general de una empresa, NeuroNexus, dedicada a vender equipos de grabación neural. Kipke señaló que se ha presentado una solicitud de patente del trabajo.