domingo, 6 de marzo de 2016

Científicos consiguen una interfaz exitosa del grafeno con las neuronas en el cerebro


Los científicos han estado durante mucho tiempo en la búsqueda de una manera para implantar electrodos que interactúen con las neuronas en el cerebro humano. Si tiene éxito, la idea podría tener enormes implicaciones para el tratamiento de la enfermedad de Parkinson y otros trastornos neurológicos. El mes pasado, un equipo de investigadores de Italia y el Reino Unido hizo un gran adelanto al mostrar que el nuevo material más popular del mundo, el grafeno, puede interactuar con éxito con las neuronas.

Los esfuerzos anteriores de otros grupos que utilizaron grafeno tratados consiguieron crear una interfaz con una relación entre señal y ruido muy baja. Sin embargo, un esfuerzo de colaboración interdisciplinario entre la Universidad de Trieste y el Cambridge Graphene Centre ha desarrollado un electrodo significativamente mejorado al trabajar con grafeno sin tratar.


"Por primera vez conseguimos crear una interfaz entre el grafeno y las neuronas de forma directa", dijo la profesora Laura Ballerini de la Universidad de Trieste en Italia". A continuación, probamos la capacidad de las neuronas para generar señales eléctricas conocidas por representar las actividades cerebrales, y se encontró que las neuronas retienen sus propiedades de señalización neuronal inalteradas. Este es el primer estudio funcional de la actividad sináptica neuronal utilizando materiales basados en grafeno no revestido".


Antes de experimentar con sustratos basados en el grafeno (GBS), los científicos implantaron microelectrodos basados en tungsteno y silicio. Experimentos de prueba de concepto tuvieron éxito, pero estos materiales parecen sufrir de los mismos defectos fatales. La reacción del cuerpo al trauma de inserción es formar tejido de cicatrización, lo que inhibe las señales eléctricas claras. Las estructuras también eran propensos a desconectarse, debido a la rigidez de los materiales, que eran inadecuados para un entorno orgánico semi-fluido.


Eñ grafeno puro es prometedor porque es flexible, no tóxico, y no afecta otras actividades celulares.


Los experimentos del equipo en cultivos de células de cerebro de rata mostraron que los electrodos de grafeno no tratados se interconectaban bien con las neuronas, transmitiendo los impulsos eléctricos de forma normal con ninguna de las reacciones adversas observadas con anterioridad.


La biocompatibilidad del grafeno podría permitir que se utilice para hacer microelectrodos de grafeno que podrían ayudar a medir, mejorar y controlar las funciones de un cerebro deteriorado. Podría ser utilizado para restaurar las funciones sensoriales perdidas para el tratamiento de la parálisis, el control de dispositivos protésicos como extremidades robóticas para amputados e incluso controlar o disminuir el impacto de los impulsos eléctricos fuera de control que causan trastornos motores tales como el Parkinson y la epilepsia.


Estamos involucrados actualmente en la investigación de primera línea en la tecnología de grafeno para su utilización en aplicaciones biomédicas, "dijo el profesor Maurizio Prato, de la Universidad de Trieste." En este escenario, el desarrollo y la aplicación en neurología de bio-dispositivos de alto rendimiento basados en el grafeno requiere la exploración de las interacciones entre nano y micro-hojas de grafeno con la maquinaria avanzada del sistema de señalización de las células nerviosas. Nuestro trabajo es sólo un primer paso en esa dirección ".







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