Logran hacer crecer electrodos en el cerebro

La biotecnología es uno de los campos más interesantes del momento, principalmente por sus posibles aplicaciones en medicina. Un equipo de científicos de las universidades de Linköping, Lund y Gotemburgo, en Suecia, han desarrollado con éxito electrodos en tejido vivo usando las moléculas del cuerpo como disparadores. El resultado, publicado en la revista Science, allana el camino para la formación de circuitos electrónicos completamente integrados en organismos vivos.

Vincular la electrónica al tejido biológico es importante para comprender funciones biológicas complejas, combatir enfermedades en el cerebro y desarrollar interfaces futuras entre ser humano y máquina. Sin embargo, la bioelectrónica tiene un diseño difícil, si no imposible, de combinar con sistemas de señales biológicas vivas. Para cerrar esta brecha entre la biología y la tecnología, los investigadores han desarrollado un método para crear materiales conductores electrónicos suaves, sin sustrato y en tejido vivo. Al inyectar un gel que contenía enzimas como "moléculas de ensamblaje", los investigadores pudieron cultivar electrodos en el tejido del pez cebra y las sanguijuelas medicinales.

“Durante varias décadas – explica Magnus Berggren, líder del estudio –, hemos tratado de crear productos electrónicos que imiten la biología. Ahora dejamos que la biología cree la electrónica para nosotros. En este caso, el contacto con las sustancias del cuerpo cambia la estructura del gel y lo convierte en un conductor de electricidad, algo que antes era incapaz de hacer. Dependiendo del tejido, también podemos ajustar la composición del gel para poner en marcha el proceso eléctrico”.

Las moléculas endógenas del cuerpo son suficientes para desencadenar la formación de electrodos. No hay necesidad de modificación genética o señales externas, como luz o energía eléctrica, que han sido necesarias en experimentos anteriores. El equipo liderado por Berggren es el primero en el mundo en tener éxito en este campo.

El avance es de gran importancia debido a que cuando antes se necesitaban objetos físicos implantados para iniciar procesos electrónicos en el cuerpo (por ejemplo para tratar convulsiones), la inyección de un gel viscoso será suficiente en el futuro.

En su estudio, los investigadores muestran además que el método puede dirigir el material conductor electrónico a subestructuras biológicas específicas y, por lo tanto, crear interfaces adecuadas para la estimulación nerviosa. A largo plazo, la fabricación de circuitos electrónicos totalmente integrados en organismos vivos puede ser posible. Uno de los muchos desafíos en estos ensayos fue tener en cuenta el sistema inmunológico de los animales.

“Al realizar cambios en la química, pudimos desarrollar electrodos que fueron aceptados por el tejido cerebral y el sistema inmunitario – confirma Roger Olsson, coautor del estudio –. El pez cebra es un modelo excelente para el estudio de electrodos orgánicos en el cerebro. Nuestros resultados se abren a formas completamente nuevas de pensar sobre la biología y la electrónica. Todavía tenemos una serie de problemas por resolver, pero este estudio es un buen punto de partida para futuras investigaciones”.