Microsensors de grafè per detectar l’activitat cerebral

R116_INN_Grafe-i-cervell_jpg_1570996659

Sensor de grafè amb un model del Cervell

Científics de diferents centres de recerca han desenvolupat uns sensors electrònics de grafè que detecten l’activitat elèctrica del cervell. Actualment, aquests dispositius s’estan provant en animals i podran tenir aplicacions terapèutiques, a més de permetre el disseny de noves interfícies cervell-màquina.

Els dispositius estan formats per matrius de microsensors de grafè (d’aproximadament 10 µm x 10 µm) col·locades en substrats de polímers flexibles que s’adapten a la morfologia de la superfície cerebral. Els sensors aprofiten la combinació única de les propietats del grafè, un material de carboni d’alta flexibilitat, biocompatible i amb gran facilitat per al transport d’electricitat. Aquests sensors es poden aplicar en una àrea extensa i amb una resolució molt elevada. Cada sensor té una configuració denominada «de transistor» i detecta petits canvis generats per les neurones en l’activitat elèctrica que provoquen modificacions en la conductivitat del sensor de grafè.

Aquests dispositius ja s’empren en l’estudi del son i l’epilèpsia en models animals i, a més, poden detectar una crisi epilèptica en pacients que els portin incorporats. Aquest dispositiu, que s’implanta al còrtex, alertaria el pacient, per exemple, enviant un senyal d’alarma a un telèfon mòbil extern que, al mateix temps, podria avisar un centre mèdic o una ambulància, fet que reduiria considerablement el temps de resposta terapèutica.

La tecnologia dels sensors flexibles de grafè es pot utilitzar en altres aplicacions biomèdiques quan sigui necessari obtenir informació rellevant del còrtex cerebral, com ara neuropròtesis per a la comunicació verbal o per controlar extremitats artificials.

Es preveu que aquesta tecnologia donarà pas també a futures interfícies cervell-màquina que possibilitarien una comunicació més eficient entre les persones i els sistemes electrònics artificials.

Els sensors s’han pogut desenvolupar gràcies a la col·laboració interdisciplinària entre els grups d’investigació liderats per José Antonio Garrido, professor ICREA de l’Institut Català de Nanociència i Nanotecnologia (ICN2), que va començar aquesta recerca a la Universitat Tècnica de Munic (TUM); Rosa Villa, investigadora CSIC del Centre Nacional de Microelectrònica (CNM-IMB-CSIC) i el CIBER-BBN, i María Victoria Sánchez Vives, professora ICREA de l’Institut d’Investigacions Biomèdiques August Pi i Sunyer (IDIBAPS). La investigació bàsica encapçalada per aquests científics està orientada a generar aplicacions innovadores per a humans en el context del Graphene Flagship i el Barcelona Institute of Science and Technology (BIST), del qual l’ICN2 és membre.

Aquesta tecnologia es va presentar el mes de febrer passat a Barcelona al pavelló del grafè del Mobile World Congress, coordinat per l’Institut de Ciències Fotòniques (ICFO), en col·laboració amb el Graphene Flagship (projecte emblemàtic del grafè de la Comissió Europea).

Font: Recercat