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El implante minúsculo del cerebro se puede inalámbrico recargar para controlar los circuitos del cerebro

Un grupo de investigadores de KAIST y los colaboradores han dirigido un implante minúsculo del cerebro que se puede inalámbrico recargar desde fuera de la carrocería para controlar los circuitos del cerebro por largos periodos del tiempo sin el repuesto de la batería.

El dispositivo se construye de polímeros ultra-suaves y bio-obedientes para ayudar a proveer de compatibilidad a largo plazo el tejido. Adaptado con el LED micrómetro-clasificado (equivalente a la talla de un grano de sal) montado en las antenas ultrafinas (el espesor de un cabello humano), puede inalámbrico manipular las neuronas del objetivo en el cerebro profundo usando luz.

Este estudio, llevado por profesor Jae-Woong Jeong, es un paso adelante del dispositivo de los nervios culata de cilindro-montado radio del implante que él desarrolló en 2019. Esa versión previa podía entregar indefinidamente las drogas múltiples y el tratamiento liviano del estímulo inalámbrico usando un smartphone. Para más, neuronas de manipulación por Smartphone.

Para la nueva versión aumentada, el equipo de investigación subió con un sistema optoelectrónico completo implantable, suave que se puede controlar remotamente y selectivamente por un smartphone. Esta investigación fue publicada el 22 de enero de 2021 en comunicaciones de la naturaleza.

La nueva tecnología que carga inalámbrica dirige las limitaciones de los implantes actuales del cerebro. Las tecnologías implantables inalámbricas del dispositivo han llegado a ser recientemente populares pues las opciones a los implantes atados convencionales, porque ayudan a disminuir la tensión y la inflamación en los animales de libre-mudanza durante cerebro estudia, que a su vez aumentan el curso de la vida de los dispositivos.

Sin embargo, tales dispositivos requieren cirugías intermitentes reemplazar las baterías descargadas, o los montajes inalámbricos especiales y abultados de la potencia, que limitan opciones experimentales así como la capacidad de conversión a escala de las experiencias con animales.

“Este dispositivo potente elimina la necesidad de cirugías dolorosas adicionales de reemplazar una batería agotada en el implante, permitiendo el neuromodulation crónico inconsútil,” dijo a profesor Jeong. “Creemos que la misma tecnología básica se puede aplicar a los diversos tipos de implantes, incluyendo estimuladores profundos del cerebro, y a los marcapasos cardiacos y gástricos, para reducir la carga en los pacientes para el uso a largo plazo dentro de la carrocería.”

Para habilitar cargar y mandos inalámbricos de la batería, los investigadores desarrollaron un circuito minúsculo que integra una máquina segador inalámbrica de la energía con una antena de bobina y una viruta de poca energía de Bluetooth. Un campo magnético de alternancia puede penetrar inofensivo a través de tejido, y genera electricidad dentro del dispositivo para cargar la batería. Entonces el implante con pilas de Bluetooth entrega configuraciones programables de la luz a las neuronas usando un smartphone “fácil de usar” app para el mando en tiempo real del cerebro.

Este dispositivo puede ser operado dondequiera y manipular en cualquier momento los circuitos de los nervios, que le hace una herramienta altamente versátil para investigar funciones del cerebro.”

Choong Yeon Kim, autor importante e investigador del estudio, el instituto avanzado de Corea de la ciencia y tecnología

Los neurólogos probaron con éxito estos implantes en ratas y demostraron su capacidad de suprimir comportamiento cocaína-inducido después de que las ratas fueran inyectadas con cocaína. Esto fue lograda por el estímulo liviano exacto de las neuronas relevantes del objetivo en sus cerebros usando el LED Smartphone-controlado. Además, la batería en los implantes se podría recargar en varias ocasiones mientras que las ratas se comportaban libremente, así disminuyendo cualquier interrupción física a los experimentos.

La “batería inalámbrica que recarga hace los procedimientos experimentales complicados mucho menos,” dijo al autor Jeong mínimo Ku, investigador del co-guía en la universidad de universidad de Yonsei del remedio.

“El hecho de que poder controlar un comportamiento específico de animales, entregando el estímulo liviano en el cerebro apenas con una manipulación simple del smartphone app, mirando animales libremente móviles cerca, es muy interesante y estimula mucha imaginación,” dijo a Jeong-Hoon Kim, profesor de la fisiología en la universidad de universidad de Yonsei del remedio. “Esta tecnología facilitará diversas avenidas de la investigación del cerebro.”

Los investigadores creen que esta tecnología del implante del cerebro puede llevar a las nuevas oportunidades para la investigación del cerebro y la intervención terapéutica a las enfermedades de la invitación en el cerebro y otros órganos.

Source:
Journal reference:

Kim, C. Y., et al. (2021) Soft subdermal implant capable of wireless battery charging and programmable controls for applications in optogenetics. Nature Communications. doi.org/10.1038/s41467-020-20803-y.