El grafeno y microelectrónica ayudarán a descifrar las enfermedades neuronales

El grafeno, con su alta conductividad, flexibilidad y biocompatibilidad, es el perfecto aliado para descifrar la actividad eléctrica del cerebro; este compuesto es idóneo para investigar y probar terapias para tratar enfermedades neurológicas, según han demostrado los investigadores del Instituto de Microelectrónica de Barcelona (IMB-CNM-CSIC).

La utilización de transistores de grafeno para el diagnóstico y tratamiento de enfermedades como la epilepsia y el párkinson está cada vez más cerca, señalaron investigadores de Inbrain Neuroelectronics, una empresa cofundada por investigadores del CSIC.

El grafeno permite crear interfaces con menos restricciones en la miniaturización y la resolución de las señales cerebrales, permite combinar dos o más señales y transmitirlas por un solo medio, con el que se facilita el aumento de canales de registro sin incrementar el número de conexiones, así como puede hacer posible la simplificación de su manejo.

Como es de conocimiento, la comunidad científica llevaba muchos años trabajando en el desarrollo de materiales que faciliten el estudio del cerebro; en este caso, los científicos buscan captar las señales que emiten los cerebros afectados por enfermedades como la epilepsia o el párkinson, las cuales no se pueden captar con la tecnología de electrodos que se usa hasta ahora.

Los investigadores saben que, para comprender mejor las enfermedades cerebrales, necesitan registrar y mapear con fiabilidad señales en una amplia gama de frecuencias, incluidas las ultralentas, para lo cual necesitan usar una misma matriz de sensores.

Con este objetivo se está trabajando en el proyecto Graphene Flagship y BrainCom; este es un esfuerzo colaborativo de instituciones de alta tecnología de varios países, que buscan profundizar en el conocimiento y en aplicación del grafeno. Hasta ahora, han logrado desarrollar con éxito, transistores de grafeno capaces de detectar frecuencias cerebrales extremadamente bajas.

El equipo de trabajo tiene previsto realizar su primer ensayo clínico en seres humanos en este 2023 con el que esperan conseguir el mapeo cerebral para la resección de tumores y focos epilépticos.

Actualmente, existen interfaces cerebrales basados en metales, como el platino o el iridio; pero estas suelen tener múltiples efectos secundarios. Pero, la tecnología que están desarrollando, está compuesta de electrodos de grafeno nanoestructurado de dimensiones micrométricas y, por sus propiedades, aportan numerosas ventajas frente a los electrodos metálicos.

Los microtransistores están en una hoja de grafeno que está contacto directo con el tejido cerebral y conectado por dos pistas de metal a la electrónica de registro. Estos dispositivos utilizan la propiedad de efecto campo del grafeno para amplificar localmente las señales neuronales. La actividad eléctrica del cerebro modula así la conductividad del material bidimensional, permitiendo el registro de la actividad cerebral.

Nanoelectrónica, grafeno, ondas cerebrales