Renovables Energía y sociedad
Mini estimulador cerebral sin batería
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Redacción
os estimuladores neurales clínicamente aprobados están limitados por los requisitos de batería que utilizan, así como por su gran tamaño en comparación con los objetivos de estimulación. Un desafío importante para la bioelectrónica en miniatura es la entrega de energía inalámbrica en el interior del cuerpo. Las ondas electromagnéticas o de ultrasonido sufren desajustes de absorción e impedancia en las interfaces biológicas. Por otro lado, los campos magnéticos no sufren estas pérdidas, lo que ha dado lugar a implantes bioelectrónicos con alimentación magnética basados en la inducción o efectos magnetotérmicos. Sin embargo, estos enfoques aún no han producido un estimulador en miniatura que funcione a frecuencias altas clínicamente relevantes. Los neuroingenieros de la Universidad de Rice han creado un pequeño implante quirúrgico que puede estimular eléctricamente el cerebro y el sistema nervioso sin usar una batería o una fuente de alimentación con cable. El estimulador neural extrae su energía de la energía magnética y tiene aproximadamente el tamaño de un grano de arroz. Es el primer estimulador neural con energía magnética que produce el mismo tipo de señales de alta frecuencia que los implantes con batería clínicamente aprobaAcceso Energía 188
Semana 28
Julio 2020
dos que se usan para tratar la epilepsia, la enfermedad de Parkinson, el dolor crónico y otras afecciones. El ingrediente clave del implante es una película delgada de material magnetoeléctrico que convierte la energía magnética directamente en un voltaje eléctrico. El método evita los inconvenientes de las ondas de radio, ultrasonido, luz e incluso bobinas magnéticas, todo lo cual se ha propuesto para alimentar pequeños implantes inalámbricos y se ha demostrado que sufren interferencias con el tejido vivo o producen cantidades dañinas de calor. Para demostrar la viabilidad de la tecnología magnetoeléctrica, los investigadores mostraron que los implantes funcionaban en roedores que estaban completamente despiertos y libres deambulando por sus recintos. Los implantes pequeños capaces de modular la actividad del cerebro y el sistema nervioso podrían tener implicaciones de gran alcance. Si bien los implantes a batería se usan con frecuencia para tratar la epilepsia y reducir los temblores en pacientes con enfermedad de Parkinson, la investigación ha demostrado que la estimulación neural podría ser útil para tratar la depresión, los trastornos obsesivo compulsivos y más de un tercio de los que padecen de una enfermedad crónica e intratable, dolor que a menudo conduce a ansiedad, depresión y adicción a los opioides. Jacob Robinson, autor correspondiente del estudio dijo que la miniaturización es importante porque la clave para hacer que la terapia de estimulación neural esté más ampliamente disponible es crear dispositivos inalámbricos sin batería que sean lo suficientemente pequeños como para ser implantados sin cirugía mayor. Los dispositivos del tamaño de un grano de arroz podrían implantarse en casi cualquier parte del cuerpo con un procedimiento mínimamente invasivo similar al utilizado para colocar stents (El estent o «stent», es una malla extensible que se utiliza para abrir arterias, venas y otros conductos del cuerpo que han sido previamente tapadas u obstruidas) en arterias bloqueadas, dijo. Para las pruebas de roedores, se colocaron dispositivos debajo de la piel de los roedores que podían moverse libremente. Los roedores
