Cerca de la neurona artificial.

Científicos del Karolinska Institutet y de la Universidad de Linköping han presentado un mecanismo de estimulación de células nerviosas basado en neurotransmisores. Esto supone un paso importante en la creación de neuronas artificiales que usen el mismo sistema de comunicación predominante en las naturales. Los detalles se publican en Nature Materials.

Los métodos que se usan actualmente para estimular señales en el sistema nervioso se basan en la estimulación eléctrica. Así por ejemplo, los implantes cocleares, que se insertan quirúrgicamente en la cóclea del oído interno, o los implantes que se colocan directamente en el cerebro. Uno de los problemas con este método es que la señal emitida por los implantes es inespecífica, es decir, activa todo tipo de células en las cercanías del electrodo, lo que conlleva indeseados efectos secundarios.

Los científicos suecos, liderados por Agneta Richter-Dahlfors y Barbara Canlon, dan una solución al problema de la especificidad. Han creado un dispositivo electrónico orgánico que imita a las sinapsis [en la imagen], “secretando” neurotransmisores selectivamente que sólo activan las neuronas adecuadas.

La tecnología se basa en la técnica cuyo desarrollo le valió a otro sueco, Arne Tiselius, el premio Nobel de química en 1948, la electroforesis. En ésta se utiliza una corriente eléctrica controlada con la finalidad de separar biomoléculas según su tamaño y carga eléctrica a través de una matriz gelatinosa. El equipo sueco ha conseguido un control electrónico preciso de la migración electroforética de los neurotransmisores a través de una película de polímero. Este mecanismo aporta algunas características muy deseables para la regulación de las señales en las células: determinación exacta del dosificado a través de relaciones electroquímicas, imposibilidad de flujos no controlados debido a la ausencia de fluidos, y la posibilidad de cambiar limpiamente entre estado on y off.

Los investigadores demuestran que el dispositivo funciona controlando la función de escucha en el cerebro de cobayas.

La capacidad de suministrar dosis de neurotransmisores abre posibilidades completamente nuevas para corregir los defectos en las señales neuronales asociados a varias enfermedades, como el Parkinson, la epilepsia o la sordera.

Referencia:

Simon, D., Kurup, S., Larsson, K., Hori, R., Tybrandt, K., Goiny, M., Jager, E., Berggren, M., Canlon, B., & Richter-Dahlfors, A. (2009). Organic electronics for precise delivery of neurotransmitters to modulate mammalian sensory function Nature Materials DOI: 10.1038/nmat2494