La combinación única de las propiedades del grafeno, como su flexibilidad, biocompatibilidad y facilidad para el transporte de electricidad facilita el que el grafeno pueda presentar grandes ventajas como material para interfaces cerebrales.
Una investigación que posibilita aplicaciones biomédicas y nuevas interfaces cerebro-máquina
Los sensores electrónicos de grafeno para el cerebro que se muestran en el MWC han sido desarrollados gracias a la colaboración interdisciplinaria entre los grupos de investigación liderados por el Dr. Jose Antonio Garrido, Profesor ICREA del Institut Català de Nanociència i Nanotecnologia (ICN2) que empezó esta investigación en el Technische Universität München (TUM), la Dra. Rosa Villa, investigadora CSIC del Centro Nacional de Microelectrónica (CNM-IMB-CSIC) y el CIBER-BBN, y la Dra. María Victoria Sánchez Vives, Profesora ICREA y responsable del equipo IDIBAPS Neurociencia de Sistemas. La investigación básica liderada por estos científicos está orientada a generar innovadoras aplicaciones en humanos en el contexto del Graphene Flagship y el Barcelona Institute of Science and Technology (BIST).
Basados en las tecnologías de microfabricación más novedosas, los dispositivos consisten en matrices de microsensores de grafeno (de aproximadamente 10 µm x 10 µm) montadas en sustratos de polímeros flexibles que se adaptan a la morfología de la superficie cerebral. Cada sensor, en una configuración denominada de transistor, detecta pequeñísimos cambios de la actividad eléctrica a su alrededor. Así, la actividad eléctrica generada por las neuronas es detectada como un pequeño cambio en la conductividad del sensor de grafeno.
Estos dispositivos ya están siendo utilizados en el estudio del sueño y la epilepsia en modelos animales. El sensor de grafeno implantado en la superficie cerebral permite el registro simultáneo de la actividad eléctrica en diferentes regiones del córtex. Los resultados obtenidos pueden ser de gran importancia para la mejora de sistemas de registro y estimulación en el cerebro humano.
La detección precoz de una crisis epiléptica sería posible en pacientes epilépticos que llevaran estos sensores. El dispositivo implantado en el córtex alertaría al paciente, por ejemplo, enviando una señal de alarma a un dispositivo móvil externo. Además, el dispositivo también podría alertar a un centro médico o ambulancia y reducir los efectos de la crisis iniciando una respuesta terapéutica. La tecnología de los sensores flexibles de grafeno puede ser utilizada en otras aplicaciones biomédicas en las cuales sea necesario obtener información relevante del córtex cerebral, como neuroprótesis para interfaz cerebro ordenador para mejorar la comunicación, para controlar extremidades artificiales.
La tecnología desarrollada utilizando sensores flexibles de grafeno dará paso también a futuras interfaces cerebro-máquina. Este ambicioso objetivo posibilitará una comunicación más eficiente entre las personas y los sistemas electrónicos artificiales.
Para más información:
Más información sobre la participación del IDIBAPS en el proyecto Graphene Flagship en el siguiente link.
Animación en Youtube sobre los sensores electrónicos de grafeno para el cerebro
Fuente: Institut Català de Nanociència i Nanotecnologia (ICN2)