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Este implante cerebral LED suave y flexible podría aliviar el dolor

Es inalámbrico y recibe su energía de una diminuta antena. Podría desvelar los mecanismos neuronales que dirigen el dolor

  • por Mike Orcutt | traducido por Teresa Woods
  • 17 Noviembre, 2015

Foto: Después de implantar este microLED en ratones, los investigadores lo utilizaron para manipular las neuronas responsables de la sensación de dolor.

El dolor crónico a menudo resulta difícil de entender, por no hablar de tratarlo. Pero un nuevo implante flexible podría arrojar algo de luz sobre por qué determinadas partes del cuerpo duelen. Y más adelante, el sistema, que incluye un LED de activación inalámbrica, incluso podría ser capaz de aliviar el dolor.

En una demostración reciente, los inventores del dispositivo emplearon una tecnología emergente llamada optogenética (ver Del amor al odio hay solo un haz de luz) para probar que su dispositivo puede ser implantado en ratones y utilizado para manipular varios circuitos neuronales de los que se sabe que participan en la percepción del dolor. La técnica incluye la modificación del ADN de las neuronas para poder hacer que se activen o se inactiven, con la aplicación de luz. Los investigadores también demostraron que los implantes se pueden dejar puestos durante largos períodos de tiempo sin dañar el tejido de forma significativa y sin limitar la función motora.

Cada vez más investigadores están utilizando la optogenética, una tecnología inventada hace más o menos una década, para entender con mayor precisión cómo los grupos de neuronas interconectadas trabajan juntos para realizar funciones discretas. Pero la técnica generalmente ha dependido de fuentes de luz externas, limitando los circuitos objetivos a los que estén ubicados cerca de una parte del esqueleto, como el cráneo, donde un rígido cable de fibra óptica puede ser introducido y fijado sin dañar el delicado tejido neuronal cuando el animal se mueve.

El nuevo sistema de implante, que está basado en unos materiales muy finos y suaves con unas propiedades mecánicas similares a las de los tejidos biológicos, no necesita adherirse a un hueso. Esto es importante para los científicos que esperan entender mejor el dolor crónico que nace de la actividad de neuronas del sistema nervioso periférico y la médula espinal.

Robert Gereau, un profesor de anestesiología y el director del Centro del Dolor de la Universidad de Washington en San Luis (EEUU), dice que hace varios años intentaba, junto a sus compañeros, averiguar cómo evitar la necesidad de dejar a los animales atados a un cable de fibra óptica cuando un grupo liderado por John Rogers, un profesor de la ciencia de materiales e ingeniería de la Universidad de Illinois (EEUU) demostró unos implantes de LED flexibles que podían ser activados de forma inalámbrica y que se utilizaban para influenciar la actividad cerebral de los ratones (ver MicroLED inalámbricos que controlan el comportamiento de los ratones).

Los dos grupos se asociaron para desarrollar una iteración del implante de microLED que podría ser utilizado para estudiar los circuitos del sistema nervioso periférico y la médula espinal. La clave del nuevo diseño es una diminuta y flexible antena que recolecta energía de las señales de radiofrecuencia para alimentar el dispositivo. En el diseño anterior, la antena era más grande y tenía que adherirse al cráneo del ratón.

Los investigadores implantaron los dispositivos en ratones, bien encima del nervio ciático, que nace al final de la médula espinal y recorre la parte posterior de las extremidades inferiores, o bien en el llamado espacio epidural de la médula espinal. En unos experimentos de prueba de concepto, el grupo demostró que al arrojar luz sobre los grupos de neuronas que se creen responsables del dolor y modificadas para ser fotosensibles, podían inducir comportamientos asociados con el dolor.

Gereau dice que la nueva tecnología abrirá la puerta a investigaciones sobre "algunas cuestiones muy longevas" acerca de cómo la información sensorial es procesada dentro de la médula espinal, y ayudar a identificar los papeles específicos de diferentes tipos de neuronas que se cree que participan en la sensación del dolor. Un mejor entendimiento de la biología subyacente podría dar paso a nuevas terapias que empleen la optogenética para dirigirse a determinados circuitos neuronales, dice Gereau, y se pregunta "cómo podremos manipularlos para reducir el lastre del dolor crónico".

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