Un equipo de científicos en Corea y Estados Unidos han publicado en Nature Biomedical Engineering los detalles de un dispositivo que puede controlar los circuitos neuronales usando un pequeño implante cerebral controlado por un teléfono inteligente.

Los investigadores sostienen que el dispositivo podría facilitar los diagnósticos de enfermedades como el Parkinson, el Alzheimer, la adicción, la depresión y el dolor.

Smartphone

Esta tecnología eclipsa significativamente los métodos convencionales utilizados por los neurocientíficos, que generalmente involucran tubos metálicos rígidos y fibras ópticas

Empleando cartuchos de fármacos reemplazables y un potente bluetooth de baja energía, se puede atacar neuronas específicas usando medicamentos y luz durante períodos prolongados, tal y como sostiene el autor principal Raza Qazi, investigador del Instituto Avanzado de Ciencia y Tecnología de Corea (KAIST) y la Universidad de Colorado Boulder:

El dispositivo neuronal inalámbrico permite una neuromodulación química y óptica crónica que nunca antes se había logrado.

El primer paso para suministrar fármacos inalámbricamente consistía en resolver el problema de que estos fármacos se agoten fácilmente. En el estudio, en el que se usaron rarones, se ensambló una sonda ultrafina (del grosor de un cabello humano) que consistía en microcanales de microfluidos y pequeños LED (más pequeños que un grano de sal), para dosis ilimitadas de medicamentos y entrega de luz.

Este esfuerzo global de colaboración entre ingenieros y neurocientíficos durante un período de tres años consecutivos y decenas de iteraciones de diseño condujeron a la validación exitosa de este poderoso implante cerebral. Además, el implante puede ser controlado dentro o fuera del laboratorio con una interfaz de usuario elegante y simple en un teléfono inteligente, los neurocientíficos pueden activar fácilmente cualquier combinación específica o secuenciación precisa de la entrega de luz y medicamentos.

Este avance también permitirá llevar a cabo estudios farmacológicos complejos para desarrollar nuevas terapias para el dolor, la adicción y los trastornos emocionales: usando estos dispositivos neuronales inalámbricos, los investigadores también podrían configurar fácilmente estudios con animales completamente automatizados donde el comportamiento de un animal podría afectar positiva o negativamente el comportamiento en otros animales mediante la activación condicional de la entrega de luz y / o fármacos.

Alrededor del 40 % de los hombres que tienen entre 40 y 70 años presentan algún nivel de disfunción eréctil, y entre ellos, un tercio no responde a medicamentos como la Viagra.

Para llenar este vacío, un grupo de investigadoers de la Universidad de Wisconsin-Madison ha desarrollado un implante de pene que permanece flácido cuando se encuentra a la temperatura corporal, pero que se expande cuando se lo somete a calor, propiciando la erección.

Nitinol, material inteligente

El secreto de este implante reside en el nitinol, un material inteligente muy elástico y que reacciona y cambia ante ciertos estímulos externos. Una espiral metálica enrollable de este material se implanta en la base del pene mediante una sencilla intervención.

Pero ¿cómo aumentará de temperatura del material? Lo ideal sería que estuviera vinculado a la excitación del hombre, pero lo que están desarrollando es un mando a distancia que envía ondas al pene para aumentar su temperatura unos pocos grados por encima de la corporal.

Brian Le, uno de los autores del trabajo, cree que este implante puede llegar al mercado en un plazo de cinco a diez años.

Esta es la primera vez en Europa y la segunda en el mundo que un paciente con síndrome de Usher, que no puede ver ni oír y que solo se pueden comunicar con lenguaje de signos, recibe un implante de visión artificial, según el Centro de Oftalmología Barraquer. a operación mejorará la calidad de vida del paciente y afirma que conseguirá "una visión normal o muy similar a la que se produce de forma fisiológica cuando la retina envía un estímulo eléctrico al cerebro en respuesta a una imagen", según explica el cirujano de la intervención y el coordinador del departamento de vítreo retina, el doctor Jeroni Nadal.

Tal y como podéis ver en el vídeo que encabeza esta entrada, el implante consta de una parte interna, que es la pedicular e intraocular, y una externa que se basa en unas gafas que tienen una pequeña cámara en su parte frontal que capturarán las imágenes y las enviarán a un pequeño ordenador del tamaño de un teléfono móvil, donde se procesarán y transformarán en instrucciones, y se transmitirán de forma inalámbrica a la antena del implante de retina. Los impulsos que recibe el paciente estimulan las células sanas que quedan en la retina.

Vía | Sinc

Tras insertar e-Dura en la médula de ratones paralíticos, éstos han conseguido volver a caminar después de un periodo de entrenamiento. Es el hallazgo que ha hecho un grupo de internacional de científicos, liderados desde la Escuela Politécnica Federal de Lausana (EPFL) en Suiza. Duramadre electrónica (E-Dura) es un dispositivo flexible y elástico que se puede implantar en la médula espinal para estimularla, eléctrica y químicamente, sin causar fricción ni daño tisular.

El equipo tiene previsto realizar ensayos clínicos en seres humanos, y ya preparan el prototipo para su comercialización.

Vía | Sinc

A lo largo de la historia podemos encontrar muchos ejemplos de prótesis de miembros perdidos. La mayoría de ellas han sido solo torpes apéndices de plata, como el que supuestamente hizo de nariz de Tycho Brahe, o rudimentarias patas de palo (olvidaos de los piratas con patas de palo, históricamente no se conoce ningún caso, excepto dos corsarios: el francés del siglo XVI François Leclerc y Cornelis Corneliszoon Jol).

En la Primera Guerra Mundial, los soldados desfigurados incluso llevaban rostros de metal de quita y pon.

Pero hasta que la serendipia llegó al doctor sueco Per-Ingvar Branemark, en 1952, nadie había conseguido antes que el metal o la madera se integrara de verdad en el cuerpo, en plan cyborg venido del futuro para matar a Sarah Connor.

La razón de que sea tan difícil integrar un material extraño en el cuerpo es que el sistema inmunitario lo rechaza, sin importar la naturaleza del material. Por ejemplo, cuando nos disparan un perdigón de caza, como si fuéramos uno de esos elefantes del rey, nuestras células sanguíneas envuelven el cuerpo extraño, el perdigón, en un escurridizo y fibroso colágeno, así se evita que vaya desprendiendo fragmentos, por ejemplo.

Justo el proceso que ocurría con cualquier clase de implante en un cuerpo humano. Hasta que Branemark descubrió que esto no sucedía con el titanio. A pesar que hay metales como el hierro, que el cuerpo metaboliza, lo único que parecía aceptar el sistema inmune era precisamente un material que el cuerpo no necesita en ningún momento de su vida, como es el titanio.

Porque el titanio hipnotiza las células sanguíneas, tal y como explica Sam Kean en su libro La cuchara menguante:

no desencadena ninguna reacción inmune e incluso camela a los osteoblastos del cuerpo, las células encargadas de la formación de los huesos, para que se unan a él como si no hubiera ninguna diferencia entre el elemento veintidós y el hueso de verdad. El titanio puede integrarse plenamente en el cuerpo, engañándolo por su propio bien. Desde 1952, se ha convertido en el elemento estándar en los implantes dentales, las prótesis de dedos y las de articulaciones, como la prótesis de cadera que recibió mi madre a principios de la década de 1990.

Si os apetece leer otra curiosidad sobre otro elemento de la tabla periódica, el estaño, tal vez os interese echar un vistazo a Lo más fuerte se vuelve quebradizo o de cómo el estaño mató al primer hombre que quiso llegar al Polo Sur.

Ken Hayworth, de la Universidad de Harvard, pretende realizar un “download” de todas las conexiones de un cerebro humano (lo cual para él implica a volcar la personalidad entera) a una máquina, es decir, volcar a un sistema informático 100.000 millones de neuronas y más de 100 billones de sinapsis. Al estilo Matrix. O como sucedía en Ciudad permutación, de Greg Egan, la mejor novela de ciencia ficción hard que he leído sobre estos temas.

Como paso previo, Hayworth propone conservar el cerebro gracias a la plastinación, el sistema de preservación de material biológico creado por el artista y médico científico Gunther von Hagens en 1977, que consiste en extraer los líquidos corporales como el agua y los lípidos por medio de solventes como acetona fría y tibia para luego sustituirlos por resinas elásticas de silicona y rígidas epóxicas. En un futuro, predice Hayworth, entonces la tecnología permitirá escanear el cerebro para recrearlo en un ordenador. La ciencia (o tecnología para leer las conexiones entre las neuronas) ha sido bautizada conectómica.

En un nuevo artículo en la revista International Journal of Machine Consciousness, sostiene que “subir” la mente a un sistema informático es un “gran reto de ingeniería”, pero que se puede lograr sin “ciencia y tecnologías radicalmente nuevas”.

Vamos a tratar de mantener el cerebro, a cortarlo luego en rodajas muy finas, simularlo en una computadora, y usarlo en el cuerpo de los robots. Será un equipo perfecto basado en el cerebro humano.

Además, el propio Hayworth construyó hace años una máquina capaz de automatizar el corte histológico de tejido cerebral y su recolección en una cinta: el ATLUM (Automatic Tape-collecting Lathe Ultramicrotome). La máquina de Ken automatiza un trabajo que no es imposible pero sí muy largo. Hace años, un grupo de científicos cortó y mapeó a mano el cerebro de un gusano nemátodo de la especie C. Elegans, cuyo volumen es de apenas 0,01 mm3, y el proceso tomó años. Actualmente, el modelo ATLUM2 está trabajando en el cerebro de una rata: el cerebro de la rata es precortado mecánicamente en 400 trocitos. Cada uno de ellos se utiliza para alimentar el ATLUM2 que a su vez corta cada uno en 5000 láminas de 30nm de espesor, las cuales a su vez se cortan en “estampillas” de 1 × 5 mm de superficie. Cada una de éstas pasa luego por un proceso de tinción y adhesión a una cinta magnética, que a su vez pasa por el microscopio electrónico para su procesamiento e indexado.

Lo verdaderamente chocante es que es el propio Hayworth quien pretende sacrificarse para que su cerebro sea escaneado en un futuro. En un ensayo inédito, “Killed by Bad Philosophy” (“Asesinado por la mala filosofía”), escribió:

Nuestros nietos dirán que no hemos muerto a causa de enfermedades del corazón, cáncer o derrame cerebral, sino que hemos muerto patéticamente a causa de la ignorancia y la superstición”, lo cual implica la creencia de que hay algo fundamentalmente imposible de conocer acerca de la conciencia, y que por lo tanto nunca puede ser replicado en una computadora.

Vía | Axxon