Un implante de grafeno detecta actividad cerebral a frecuencias extremadamente bajas

Una nueva tecnología supera esta limitación técnica, haciendo accesible el gran volumen de información que se encuentra bajo los 0,1 Hz, al mismo tiempo que facilita el diseño de futuras interfaces cerebro-ordenador.

Desarrollada por investigadores del CIBER-BBN en el Instituto de Microelectrónica de Barcelona (IMB-CNM, CSIC) junto al equipo del Institut Català de Nanociència i Nanotecnologia (ICN2, un centro de BIST y CSIC) y adaptado para poder utilizarse en el cerebro por el Institut d´Investigacions Biomèdiques August Pi i Sunyer (IDIBAPS), esta tecnología deja atrás los electrodos clásicos y usa una innovadora arquitectura basada en transistores que amplifica las señales del cerebro in situ antes de transmitirlas al receptor.

Además, el uso de grafeno en la fabricación de esta nueva arquitectura significa que el implante resultante puede incorporar muchos más puntos de detección que una guía de electrodos estándar, al mismo tiempo que es suficientemente delgada y flexible como para poder aplicarse sobre grandes áreas del córtex sin producir rechazo o interferir en el funcionamiento normal del cerebro. El resultado es un mapeado sin precedentes de la actividad cerebral de baja frecuencia donde se encuentra información crucial sobre diferentes eventos que tienen lugar en el cerebro, como por ejemplo el inicio y progresión de un ataque epiléptico.

Para los neurólogos esto significa que tendrán por fin acceso a las señales más sutiles del cerebro. El Prof. Matthew Walker, de la University College London y un especialista mundial en epilepsia clínica, ha afirmado que esta rompedora tecnología tiene el potencial de cambiar la forma en la que se mide y visualiza la actividad eléctrica del cerebro. Sus aplicaciones futuras ofrecerán un entendimiento sin precedentes sobre dónde y cómo empiezan y terminan los ataques, posibilitando nuevos acercamientos al diagnóstico y tratamiento de la epilepsia.

Los detalles de los avances tecnológicos (pendientes de patente) que han hecho posibles estos implantes pueden encontrarse en Nature Materials, con Eduard Masvidal Codina del IMB-CNM, CSIC como primer autor. La aportación de este instituto fue liderada por el investigador del CIBER-BBN Anton Guimerà Brunet, mientras que Jose A Garrido (Prof. ICREA) dirigió los esfuerzos del ICN2. Los microtransistores de grafeno se adaptaron para la lectura de señales cerebrales y se testaron in vivo en el IDIBAPS, bajo la supervisión de Mavi Sánchez-Vives (Prof. ICREA). Una técnica de imagen fue desarrollada en colaboración con ICFO – un centro de BIST- una aportación liderada por Turgut Durduran (Prof. ICREA). El trabajo conjunto que ha hecho todo esto posible ha sido cofinanciado por el Graphene Flagship y el proyecto BrainCom.