Nuevo implante cerebral puede iluminar, escuchar neuronas y administrar fármacos con una sola fibra

Investigadores europeos desarrollaron un implante cerebral ultrafino que puede estimular con luz, registrar señales neuronales y liberar fármacos de forma localizada. La tecnología, probada en modelos animales, abre nuevas posibilidades para la investigación neurológica y futuras terapias de precisión.

Un equipo científico de la Universidad Técnica de Dinamarca (DTU), la Universidad de Copenhague y el University College London, en el Reino Unido, ha creado una nueva variedad de implante cerebral que permite tanto el registro de señales neuronales como la administración de fármacos, dirigidos con precisión a través de diferentes regiones del cerebro. Los detalles se revelan en un nuevo estudio publicado en la revista Advanced Science.

De acuerdo a una nota de prensa, el implante cerebral ultrafino integra las capacidades para iluminar redes neuronales mediante optogenética, registrar la actividad eléctrica y administrar medicamentos a lo largo de diferentes capas del cerebro, todo dentro de una única estructura tubular flexible, que tiene menos de medio milímetro de espesor.

Ventajas del nuevo implante cerebral

Los especialistas creen que esta innovación podría cambiar tanto la investigación básica como el tratamiento de enfermedades neurológicas: denominado mAxialtrode, el dispositivo se fabrica mediante un proceso de “estirado térmico”, en el que una barra polimérica maciza se calienta y se estira hasta formar la diminuta fibra que compone el implante.

En su interior aloja un núcleo que guía la luz, ocho canales microscópicos para fluidos y, además, finísimos hilos metálicos que funcionan como electrodos. Esa combinación multimodal permite, en teoría, estimular neuronas con luz (optogenética), registrar señales eléctricas en diferentes profundidades del cerebro y dosificar compuestos a puntos separados por casi tres milímetros.

Una de las grandes ventajas es la flexibilidad del material: a diferencia de los electrodos rígidos tradicionales, por ejemplo realizados con silicio, mAxialtrode está confeccionado con fibras poliméricas “blandas” que se mueven con el tejido cerebral, reduciendo el riesgo de daño mecánico e inflamación crónica.

Investigación y futura aplicación clínica

Además, su punta presenta un ángulo especial que minimiza el trauma a la hora de la implantación, y las microcámaras permiten distribuir estímulos y fármacos a lo largo del eje del implante, en lugar de concentrarlos únicamente en la punta. El equipo ha validado la tecnología tanto en laboratorio como en vivo en ratones.

En esos experimentos, demostraron estimulación con luz azul y roja, registro eléctrico simultáneo de capas corticales y del hipocampo, y administración localizada de sustancias a distancias de hasta casi tres milímetros entre puntos de salida. Los animales incorporaron la fibra sin signos evidentes de molestia, demostrando que se trata de una interfaz menos invasiva para estudios conductuales y fisiológicos.

Los investigadores subrayan que, por el momento, mAxialtrode está pensado principalmente como herramienta de investigación, aunque ven potencial clínico a largo plazo, por ejemplo en terapias de entrega focalizada de fármacos combinada con estimulación eléctrica u óptica.