Los científicos han creado neuronas biónicas artificiales que podrían implantarse en pacientes para superar la parálisis, restaurar los circuitos cerebrales defectuosos e incluso conectar sus mentes a las máquinas.
Las neuronas biónicas pueden recibir señales eléctricas de las células nerviosas sanas y procesarlas de forma natural, antes de enviar nuevas señales a otras neuronas, o a los músculos y órganos en otras partes del cuerpo.
Una de las primeras aplicaciones puede ser un tratamiento para una forma de insuficiencia cardíaca que se desarrolla cuando un circuito neuronal particular en la base del cerebro se deteriora con la edad o la enfermedad y no envía las señales correctas para que el corazón bombee correctamente.
En lugar de implantarse directamente en el cerebro, las neuronas artificiales están integradas en microchips de potencia ultra baja de unos pocos milímetros de ancho. Los chips forman la base de dispositivos que se conectarían directamente al sistema nervioso, por ejemplo interceptando señales que pasan entre el cerebro y los músculos de las piernas.
“Cualquier área donde tenga alguna enfermedad degenerativa, como el Alzheimer, o donde las neuronas dejen de dispararse adecuadamente debido a la edad, enfermedad o lesión, entonces en teoría podría reemplazar el biocircuito defectuoso con un circuito sintético”, dijo Alain Nogaret, un Físico que dirigió el proyecto en la Universidad de Bath.
El avance se produjo cuando los investigadores descubrieron que podían modelar neuronas vivas en un programa de computadora y luego recrear sus patrones de disparo en chips de silicio con más del 94% de precisión. El programa permite a los científicos imitar la variedad completa de neuronas que se encuentran en el sistema nervioso.
Escribiendo en la revista Nature Communications, los investigadores describen cómo alimentaron el programa con datos registrados de dos tipos de neurona de rata, que fueron estimulados en un plato. Las neuronas eran del hipocampo, una región crucial para la memoria y el aprendizaje, o estaban involucradas en el control subconsciente de la respiración.
Armados con el programa, los investigadores afirman que ahora pueden construir neuronas biónicas basadas en cualquiera de las células nerviosas reales que se encuentran en el cerebro, la médula espinal o los tramos más distantes del sistema nervioso periférico, como las neuronas sensoriales de la piel.
Debido a que las neuronas artificiales reciben y envían señales, se pueden usar para hacer implantes que respondan a las señales de retroalimentación neural que circulan constantemente por el cuerpo.
