Diminuta sonda endovascular ultraflexible registra actividad cerebral profunda sin cirugía craneal

Las interfaces cerebro-máquina (BMI) facilitan la comunicación eléctrica directa entre el cerebro y los sistemas electrónicos externos, lo que permite que la actividad cerebral controle directamente dispositivos como prótesis o controle la función nerviosa o muscular. Esto es particularmente útil para las personas con parálisis o trastornos neurológicos en la recuperación de la función. Sin embargo, los BMI tradicionales a menudo se limitan a evaluar la actividad neuronal en la superficie del cerebro. El monitoreo de la actividad de una sola neurona desde áreas profundas del cerebro generalmente requiere cirugías intracraneales invasivas para incrustar sondas, pudiendo causar riesgo de infección, inflamación y daño a los tejidos cerebrales. Una alternativa innovadora consiste en utilizar la red vascular del cerebro para implantar biosondas en regiones profundas del cerebro. Ahora, los investigadores han diseñado un implante neural electrónico ultraflexible y ultrapequeño que se puede administrar a través de los vasos sanguíneos y es capaz de registrar la actividad de una sola neurona desde lo más profundo del cerebro de las ratas.

Investigadores de la Universidad de Stanford (Stanford, CA, EUA) diseñaron sondas microendovasculares (MEV) ultraflexibles que pueden administrarse con precisión en áreas profundas del cerebro a través de los vasos sanguíneos. Los investigadores construyeron un dispositivo de registro electrónico diminuto, flexible y parecido a una malla que puede montarse en un microcatéter flexible e implantarse en vasos sanguíneos de escala inferior a 100 micrones en las áreas internas del cerebro. Una vez insertado, el dispositivo se expande como un stent para registrar las señales neuronales a través de la pared vascular sin causar daño al cerebro o a los vasos sanguíneos.

Imagen: La sonda MEV implantada selectivamente en rama curva para la grabación neuronal a través de la pared del vaso sanguíneo (Fotografía cortesía de la Universidad de Stanford)

Para evaluar el potencial de la sonda MEV in vivo, los investigadores implantaron la sonda inyectable en el sistema vascular de cerebros de ratas. La sonda MEV demostró la capacidad de medir los potenciales de campo locales y la actividad de una sola neurona en la corteza y el bulbo olfatorio. Además, los dispositivos implantados demostraron estabilidad a largo plazo, no causaron cambios significativos en el flujo sanguíneo cerebral ni en el comportamiento de las ratas y desencadenaron una respuesta inmunitaria mínima. Según los investigadores, las futuras versiones de estos dispositivos podrían incluso ofrecer terapias personalizadas a los pacientes registrando y decodificando su actividad neuronal, seguido de la administración de los estímulos moduladores apropiados.

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Universidad de Stanford