Una nueva herramienta bioelectrónica para registrar la actividad cerebral
La reducción de la carga que representan los trastornos neurológicos constituye hoy en día una prioridad para la investigación. El estudio de los mecanismos básicos de la actividad cerebral ha permitido descubrir los conceptos clave de la disfunción cerebral. Sin embargo, aún no se dispone del conocimiento necesario para diseñar pruebas diagnósticas y tratamientos eficaces debido a las complejas interacciones entre la comunicación iónica y la biomolecular que tienen lugar en las redes neuronales con múltiples interconexiones. Los dispositivos biomédicos para implantes de última generación destinados al registro de la actividad cerebral solo pueden detectar potenciales eléctricos locales y son incapaces de transportar fármacos. Además, presentan escasa biocompatibilidad, lo que produce fibrosis del tejido nervioso. El equipo del proyecto «Organic bio-electronic neural probe for in vivo molecular sensing and stimulation» (BIOPROBE)(se abrirá en una nueva ventana), financiado con fondos europeos, desarrolló una nueva generación de sondas de implantación crónica con dispositivos de registro multisensor y de estimulación química para el transporte local de fármacos. De esta forma se espera mejorar considerablemente la capacidad de conexión con el sistema nervioso. En BIOPROBE se emplearon materiales electrónicos orgánicos y dispositivos, seleccionados a menudo por el bajo coste de su procesado y la sencilla modificación química de sus propiedades. El carácter blando así como la flexibilidad y la permeabilidad a iones de estos materiales les confieren la capacidad de mejorar considerablemente la transducción de la señal y la estimulación celular en la interfaz biológica. Para registrar la actividad neuronal, se emplearon transistores electroquímicos orgánicos (OECT) cuya sensibilidad para la biodetección de metabolitos como la glucosa se ha demostrado recientemente. El uso de bombas iónicas electrónicas orgánicas facilita la emisión de estímulos bioquímicos en las neuronas con un control espacial y temporal preciso. Las actividades del proyecto incluyen el diseño y la fabricación de las sondas propiamente dichas así como la optimización y la investigación de los lugares de registro individuales y los elementos de transporte iónico. De esta forma, se permite la monitorización in vivo de la actividad neuronal y la estimulación simultánea. A continuación, el trabajo se centró en la validación del dispositivo tanto in vitro como in vivo. Para ello, se cultivaron neuronas del hipocampo de ratas en el dispositivo, se registraron cortes de hipocampo y se analizaron las sondas de OECT en modelos de rata con epilepsia. Las herramientas biomédicas innovadoras desarrolladas en BIOPROBE representarán, probablemente, un importante avance en la investigación neurocientífica y ofrecerán nuevas oportunidades para muchas enfermedades neuronales de difícil tratamiento.
