Prueban un revolucionario implante cerebral ultrafino de grafeno en España
La BCI de InBrain es una lámina transparente que se asienta sobre la superficie del cerebro. Tiene el grosor de la mitad de un cabello humano y contiene 48 diminutos electrodos de grafeno que miden 25 micrómetros cada uno. La empresa está desarrollando un segundo tipo de implante que penetra en el tejido cerebral y puede administrar una estimulación eléctrica precisa. Aunque su primer dispositivo puede utilizarse por sí solo para cartografiar el cerebro, Aguilar defiende que la empresa también está integrando los dos implantes y tiene previsto probarlos juntos como tratamiento para trastornos neurológicos como la enfermedad de Parkinson.
La estimulación cerebral profunda, o ECP, en la que se coloca un electrodo metálico en forma de aguja en el tejido cerebral, ya es un tratamiento aprobado para el Parkinson, la epilepsia y otras afecciones. Consiste en administrar una corriente eléctrica para interrumpir las señales irregulares del cerebro que causan temblores y otros síntomas del movimiento. En la actualidad, la mayoría de los sistemas de ECP estimulan constantemente, sin importar que el paciente presente o no algún síntoma. Con el tiempo, el sistema nervioso se adapta a esta estimulación constante y sus efectos desaparecen. InBrain pretende mejorar la ECP utilizando su dispositivo de superficie para detectar biomarcadores relacionados con la función motora y, a continuación, administrar la estimulación únicamente cuando sea necesaria con el electrodo penetrante.
Una serie de casualidades provocó el nacimiento del goldeno, la agrupación de átomos de metal precioso en dos dimensiones.
El material de carbono supera a cualquier metal
Tradicionalmente se han utilizado metales para los electrodos porque tienen una gran conductividad. Por eso son buenos para captar la actividad cerebral, es decir, las ráfagas de electricidad emitidas cuando las neuronas se comunican entre sí. Los electrodos metálicos se utilizan habitualmente en ECP y en interfaces cerebro-computadora para ayudar a personas con parálisis a utilizar dispositivos digitales con el pensamiento. No obstante, Christina Tringides, profesora adjunta de Ciencia de los Materiales y Nanoingeniería de la Universidad Rice que no participa en InBrain, refiere que los electrodos metálicos tienen sus desventajas: son quebradizos y rígidos, mientras que el cerebro es blando y gelatinoso: «Es como meter una cuchara en un bol de gelatina o un cuchillo en un bloque de tofu».
El cerebro late con cada respiración, pero los electrodos metálicos permanecen en su sitio. Este desajuste significa que cuando el cerebro se desplaza en el cráneo, los electrodos pueden causar inflamación o cicatrices. Con el tiempo, estos problemas pueden dificultar la captación de señales neuronales. Los metales también se oxidan en el medio acuoso del cerebro, haciendo que se degraden con el tiempo. Lo ideal sería que los electrodos colocados en el cerebro durasen mucho tiempo para minimizar la repetición de las intervenciones quirúrgicas a los pacientes: «Por eso se está impulsando el uso de otros materiales», sustenta Tringides.
Esta siniestra sustancia, vista recientemente en series de ciencia ficción como Westworld y Severance, también existe en el mundo real.
¿Cuál será el futuro de los electrodos de grafeno?
Por su parte, el grafeno es un excelente conductor y no se oxida. De acuerdo con Aguilar, el implante de InBrain puede inyectar 200 veces más carga en el cerebro que los actuales sistemas de ECP. La matriz de superficie construida por la empresa también tiene 12 electrodos estimuladores compuestos por 8,400 microislas de grafeno que pueden proporcionar una estimulación focalizada, pero en este estudio inicial en humanos, la estimulación no se activará.
Aguilar comparte que la versión comercial del implante tendrá cerca de 100 electrodos, y la empresa también está desarrollando uno con 1,024 electrodos. Cuantos más electrodos, más datos del cerebro podrán registrarse. Como los puntos de grafeno son tan pequeños, el dispositivo también puede proporcionar una estimulación muy precisa. Las interfaces de la empresa también pueden tener aplicaciones para el tratamiento de pacientes con ictus y epilepsia. Pero, por ahora, InBrain tendrá que superar su estudio inicial de seguridad. «Es la primera vez que se coloca grafeno en el cerebro de un ser humano, así que esperamos un gran resultado», concluye Aguilar.
Artículo originalmente publicado en WIRED. Adaptado por Alondra Flores.