Cómo manipular células del cerebro con un móvil

El hipocampo, crucial para la formación de recuerdos y el aprendizaje, es una de las primeras zonas cerebrales afectadas por la enfermedad de Alzhéimer. También resulta alterada por la depresión, junto con la amígdala y la corteza prefrontal, relacionadas con el procesamiento de las emociones.

Estudiar trastornos como los anteriores, que afectan al cerebro, no es nada fácil. Para investigar su desarrollo, los científicos necesitan modificar el comportamiento de las neuronas utilizando sustancias químicas y ciertos tipos de radiación. Con este objetivo suelen emplear tubos de metal rígidos para liberar los fármacos al cerebro y fibras ópticas para la emisión de luz.

Pero puede que a partir de ahora lo tengan un poco más fácil. Todo gracias a un equipo de expertos estadounidenses y coreanos que han ideado un dispositivo capaz de alterar circuitos neurológicos a través de un pequeño dispositivo instalado en un implante cerebral que se controla desde un móvil.

Según describen en un estudio publicado en 'Nature Biomedical Engineering', el invento consta de una especie de pequeños cartuchos para las sustancias químicas y emite ondas 'bluetooth' de baja energía. Es posible dirigirlo hacia las neuronas de interés y programarlo para que libere tanto los fármacos como la luz en pulsos con una periodicidad determinada y durante cierto periodo de tiempo.

Una oportunidad para la investigación

''Este dispositivo neurológico sin cables posibilita la neuromodulación crónica química y óptica, algo que no se había conseguido hasta ahora'', afirma Raza Qazi, autor principal del artículo e investigador en el Instituto Avanzado de Ciencia y Tecnología de Corea y de la Universidad de Colorado.

Los métodos convencionales usados actualmente limitan la movilidad del sujeto de estudio debido a los cables y los tubos. Además, la rigidez de su estructura puede provocar lesiones en los tejidos más delicados del cerebro, por lo que no podrían utilizarse como implantes en pacientes. Se está trabajando para mitigar algunos de estos problemas, pero la complejidad de los sistemas y su imposibilidad para liberar químicos por largos periodos de tiempo siguen suponiendo grandes limitaciones.

El nuevo dispositivo, basado en electrónica avanzada y nanoingeniería, integra unos cartuchos reemplazables donde se introducen las sustancias deseadas. De esta manera, los neurocientíficos podrían estudiar los mismos circuitos cerebrales durante varios meses sin tener que preocuparse de que se agote el fármaco.

A pequeña escala

Sus creadores instalaron dichos depósitos en un implante cerebral en roedores utilizando una sonda muy fina (tanto como un cabello humano). En su interior, una serie de pequeños canales y LED diminutos (más que un grano de sal) son los responsables de la liberación ilimitada de los fármacos y las ondas de luz.

El dispositivo se controla a través de una interfaz sencilla desde un móvil. Esta permite a los neurocientíficos programar una combinación específica de secuencias de luz y liberación de fármacos en cualquier implante instalado en un animal sin tener que encontrarse físicamente dentro del laboratorio. Así podrían llevar a cabo estudios automatizados en animales para estudiar su comportamiento.

''Nos permite conocer mejor las bases de los circuitos neurológicos responsables del comportamiento y cómo ciertos neuromoduladores en el cerebro alteran ese comportamiento de diferentes maneras'', explica Michael Bruchas, profesor de medicina del dolor en la Universidad de Washington.

''También estamos impacientes por utilizar el dispositivo en estudios farmacológicos complejos, que podrían ayudarnos a desarrollar nuevas soluciones terapéuticas para combatir el dolor, la adicción y desórdenes emocionales'', dice Bruchas. Además de casos como ansiedad, depresión y estrés, también podría utilizarse para estudiar enfermedades como el párkinson y el alzhéimer.

Además, seguir trabajando en esta tecnología permitiría a los investigadores diseñar un implante apto para ser utilizado a nivel clínico en pacientes.

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