Las plantas que regulan la actividad eléctrica en el cerebro se han utilizado durante décadas para tratar los síntomas de Parkinson. La investigación está desarrollando nuevas soluciones para ampliar sus funciones y eficacia.
Un nuevo diseño podría mejorar en gran medida el uso de un estimulador cerebral como estos, gracias a los generadores triboeléctricos especiales integrados que convierten la respiración del usuario en electricidad.
Cómo funciona la estimulación cerebral profunda
La estimulación cerebral profunda consiste en implantar pequeños cables en áreas específicas del cerebro para enviar impulsos eléctricos leves, que intervienen para corregir la actividad eléctrica anormal del cerebro.
Es una técnica aprobada hace ahora 25 años, en 1997, para el tratamiento de los temblores provocados por el Parkinson. Recientemente, sin embargo, hemos visto a científicos adaptarlo para tratar la depresión y el comportamiento impulsivo, con resultados iniciales prometedores.
Cientos de miles de pacientes cada año reciben un estimulador cerebral. El dispositivo principal se coloca debajo del tórax y sus ramas muy delgadas viajan hasta el cerebro. En su forma actual, los dispositivos funcionan con baterías que deben reemplazarse cada dos o tres años, y cada vez que se necesita un procedimiento quirúrgico para hacerlo. Demasiado incómodo.
Impulsado por la respiración
Un posible punto de inflexión ha llegado recientemente con las nuevas soluciones adoptadas para el marcapasos cardíaco. Es un dispositivo que tiene muchos puntos en común con un estimulador cerebral. Los investigadores han desarrollado marcapasos experimentales que pueden funcionar con los músculos del cuerpo, por ejemplo, o incluso con los latidos del corazón.
Los científicos de la Universidad de Connecticut también aplicaron este principio a la estimulación cerebral profunda. Su creación se basa en el efecto triboeléctrico, en el que algunos materiales se cargan eléctricamente cuando se frotan entre sí, ¿sabes cuando te pones un suéter y te das una sacudida?
El estimulador cerebral desarrollado por el equipo estadounidense (te enlazo aqui el estudio publicado en la revista Cell Reports Physical Science) es capaz de recolectar energía a través de los movimientos respiratorios de una persona.
¿Cómo se fabrica este estimulador cerebral de nueva generación?
La planta está formada por capas de materiales. triboeléctrico que generan electricidad a partir de la fricción. Esta electricidad carga un supercondensador biocompatible, que a su vez alimenta el estimulador cerebral.
"Creamos nuestro pequeño generador triboeléctrico con nuevos nanomateriales que desencadenan una salida de energía masiva cuando entran en contacto entre sí. Energía más que suficiente para hacer funcionar el estimulador", dice el autor del estudio. Esraa Elsanadidy.
Estimulador cerebral alimentado por respiración, los próximos pasos
El equipo probó el dispositivo en un pulmón de cerdo que podía inflarse y desinflarse mediante una bomba. Esta respiración simulada hizo que los materiales triboeléctricos se frotaran y generaran electricidad, que el estimulador aprovechó para crear 60 pulsos eléctricos por segundo. Impulsos que estimularon con éxito el tejido cerebral de un ratón.
“Es el primer sistema en el mundo que lo reúne todo: recolección de energía, almacenamiento de energía y estimulador cerebral”, dice Islam Mosa, miembro del equipo.
El siguiente paso en el que están trabajando los investigadores es probar animales grandes. Si todo va bien, en poco tiempo obtendremos implantes mucho más efectivos y fáciles de "llevar".
