Para el tratamiento de ciertas enfermedades neurológicas, los médicos recurren cada vez más a los implantes a pilas que estimulan ciertas partes del cerebro. Sin embargo, los científicos han desarrollado uno que es alimentado externamente por campos magnéticos.
Por lo general, para condiciones como la epilepsia o la enfermedad de Parkinson, los electrodos que estimulan las neuronas pueden ser insertados quirúrgicamente en el cerebro. Estos electrodos se conectan a un dispositivo separado, alimentado por baterías, tipo marcapasos, que se implanta bajo la piel en otra parte del cuerpo. Aunque la batería puede ser recargable, con el tiempo se desgastará y tendrá que ser reemplazada quirúrgicamente.
Como alternativa, los investigadores han estado investigando métodos para alimentar los implantes cerebrales de forma inalámbrica sólo cuando son necesarios. Y aunque se han propuesto fuentes de energía como el ultrasonido, las ondas de radio y la luz, los científicos de la Universidad de Rice en Houston, Texas, dicen que todas estas fuentes están sujetas a interferencias con el tejido biológico o producen cantidades dañinas de calor.
Bajo la dirección de la estudiante graduada Amanda Singer, han desarrollado un estimulador neural alimentado por ondas magnéticas. Tiene la forma de una fina película rectangular – del tamaño de un grano de arroz – y consiste en dos capas de material.
La primera de estas capas es una lámina magnetorrestrictiva hecha de hierro, boro, silicio y carbono. Cuando se somete a un campo magnético, vibra a nivel molecular. La segunda capa es un cristal piezoeléctrico que convierte las vibraciones de la lámina en un voltaje eléctrico. Un circuito integrado modula entonces este voltaje, bajando su frecuencia hasta el punto en que las neuronas responden a él.
En las pruebas de laboratorio, las ratas recibieron uno de los implantes bajo la piel de su cabeza – este implante fue a su vez conectado a un electrodo que se extendía hasta el centro de recompensa de su cerebro. Libres de moverse en sus jaulas, los roedores mostraron una preferencia por las áreas donde un campo magnético activaba el dispositivo.
«Nuestros resultados sugieren que el uso de materiales magnetoeléctricos para la distribución de energía inalámbrica es más que una idea nueva», dice Jacob Robinson, autor correspondiente de un artículo sobre esta investigación. «Estos materiales son excelentes candidatos para la bioelectrónica inalámbrica de grado clínico».