Investigadores de la Universidad de Cornell, en colaboración con sus colaboradores, han desarrollado un implante neuronal extremadamente pequeño que puede sentarse sobre un grano de sal. A pesar de su tamaño, el dispositivo puede transmitir de forma inalámbrica datos sobre la actividad cerebral de animales vivos durante más de un año.
avance, informe Electrónica de la naturalezamuestra que los sistemas microelectrónicos pueden funcionar a una escala significativamente menor. Esto podría abrir la puerta a nuevos enfoques en la monitorización cerebral, sensores biointegrados y otras aplicaciones médicas y tecnológicas.
¿Qué es un dispositivo MOTE?
El dispositivo se conoce como electrodo optoelectrónico sin ataduras a microescala, o MOTE. Su desarrollo fue dirigido por Alyosha Molnar, profesora de la Escuela de Ingeniería Eléctrica e Informática de Cornell, y Sanwu Li, profesor asistente de la Universidad Tecnológica de Nanyang. Anteriormente, Li comenzó a trabajar en la tecnología como investigador postdoctoral en el laboratorio de Molnar.
Cómo el implante utiliza la luz para transmitir señales al cerebro
MOTE funciona mediante el uso de rayos láser rojos e infrarrojos que atraviesan de forma segura el tejido cerebral. Envía datos emitiendo pequeños pulsos de luz infrarroja que codifican señales eléctricas del cerebro.
El núcleo del dispositivo consiste en un diodo semiconductor hecho de arseniuro de aluminio y galio. Este componente captura la luz entrante para alimentar el sistema y emite luz para transmitir datos. El implante también incluye un amplificador de bajo ruido y un codificador óptico, ambos construidos con la misma tecnología de semiconductores utilizada en los microchips cotidianos.
El dispositivo tiene unas 300 micras de largo y 70 micras de ancho.
“Hasta donde sabemos, este es el implante neuronal más pequeño que medirá la actividad eléctrica en el cerebro y luego lo informará de forma inalámbrica”, dijo Molnar. “Al utilizar modulación de posición de pulso para el código (el mismo código utilizado en las comunicaciones ópticas para satélites, por ejemplo), podemos usar muy poca energía para las comunicaciones y aun así devolver datos ópticamente con éxito”.
Aplicaciones futuras para la monitorización del cerebro y el cuerpo.
Según Molnar, los materiales utilizados en MOTE podrían permitir a los investigadores registrar la actividad cerebral durante las exploraciones por resonancia magnética, lo que en gran medida no es posible con los implantes actuales. La tecnología también puede adaptarse a otras partes del cuerpo, incluida la columna vertebral, y eventualmente combinarse con futuras innovaciones, como la optoelectrónica incrustada en placas de cráneo artificiales.
