La medición de la actividad cerebral con precisión es esencial para desarrollar una mayor comprensión de enfermedades como la epilepsia y los trastornos que afectan la función cerebral y el control motor. Se necesitan sondas neuronales con alta resolución espacial para registrar y estimular áreas funcionales específicas del cerebro. Ahora,Los investigadores del Graphene Flagship han desarrollado un nuevo dispositivo para registrar la actividad cerebral en alta resolución, manteniendo una excelente relación señal / ruido SNR. Basado en transistores de efecto de campo de grafeno, los dispositivos flexibles abren nuevas posibilidades para el desarrollo de implantes funcionales yinterfaces.
La investigación, publicada en Materiales 2D , fue un esfuerzo de colaboración que involucró a socios principales de la Universidad Técnica de Munich TU Munich; Alemania, Institut d'Investigacions Biomèdiques August Pi i Sunyer IDIBAPS; España, Consejo Nacional de Investigación de España CSIC; España, The Biomedical Research NetworkingCentro de Bioingeniería, Biomateriales y Nanomedicina CIBER-BBN; España y el Instituto Catalán de Nanociencia y Nanotecnología ICN2; España.
Los dispositivos se usaron para registrar las señales grandes generadas por la actividad pre-epiléptica en ratas, así como los niveles más pequeños de actividad cerebral durante el sueño y en respuesta a la estimulación visual de la luz. Este tipo de actividades conducen a señales eléctricas mucho más pequeñas,y están al nivel de la actividad cerebral típica. La actividad neuronal se detecta a través de los campos eléctricos altamente localizados generados cuando las neuronas se disparan, por lo que los dispositivos de medición ultrapequeños y densamente empaquetados son importantes para lecturas cerebrales precisas.
Las sondas neurales se colocan directamente en la superficie del cerebro, por lo que la seguridad es de suma importancia para el desarrollo de dispositivos de implante neural a base de grafeno. Es importante destacar que los investigadores determinaron que las sondas a base de grafeno no son tóxicas, y lo hicieronNo inducir ninguna inflamación significativa.
Los dispositivos implantados en el cerebro como prótesis neural para tecnologías terapéuticas de estimulación cerebral e interfaces para dispositivos sensoriales y motores, como las extremidades artificiales, son un objetivo importante para mejorar la calidad de vida de los pacientes. Este trabajo representa un primer paso hacia el uso degrafeno en investigación, así como dispositivos neuronales clínicos, lo que demuestra que las tecnologías basadas en grafeno pueden ofrecer la alta resolución y la alta SNR necesaria para estas aplicaciones.
El primer autor, Benno Blaschke TU Munich dijo: "El grafeno es uno de los pocos materiales que permite grabar en una configuración de transistor y cumple simultáneamente con todos los demás requisitos para sondas neuronales como flexibilidad, biocompatibilidad y estabilidad química. Aunque el grafeno es idealmente adecuadopara la electrónica flexible, fue un gran desafío transferir nuestro proceso de fabricación de sustratos rígidos a flexibles. El siguiente paso es optimizar el proceso de fabricación a escala de obleas y mejorar la flexibilidad y estabilidad del dispositivo ".
José Antonio Garrido ICN2, dirigió la investigación. Dijo: "El cumplimiento mecánico es un requisito importante para las sondas e interfaces neuronales seguras. Actualmente, el enfoque está en materiales ultra suaves que pueden adaptarse conforme a la superficie del cerebro. Neural de grafenoLas interfaces ya han demostrado un gran potencial, pero tenemos que mejorar el rendimiento y la homogeneidad de la producción del dispositivo para avanzar hacia una tecnología real. Una vez que hayamos demostrado la prueba de concepto en estudios con animales, el próximo objetivo será trabajar parael primer ensayo clínico en humanos con dispositivos de grafeno durante el mapeo intraoperatorio del cerebro. Esto significa abordar todos los problemas regulatorios asociados con dispositivos médicos como seguridad, biocompatibilidad, etc. "
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por buque insignia de grafeno . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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