Científicos chinos han ideado «NeuroWorm», una microfibra inteligente capaz de desplazarse libremente por el cuerpo. Pruebas de laboratorio con ratones han demostrado su eficacia, aportando información sobre las interfaces cerebro-máquina y la regulación neuronal en el tratamiento de ciertas enfermedades crónicas.

Las pruebas revelaron que la microfibra, de unos 200 micrómetros de ancho y tan fina como dos cabellos humanos, puede monitorizar señales eléctricas neuronales y pequeñas deformaciones tisulares en amplias áreas del cuerpo o el cerebro mientras se mueve, a diferencia de materiales similares de otros estudios, que permanecen fijos en un solo lugar.

Este avance podría redefinir los tratamientos que utilizan interfaces cerebro-máquina o las terapias para enfermedades neurológicas, explicaron los investigadores.

«A diferencia de los tratamientos tradicionales para la enfermedad de Parkinson, que requieren la implantación de múltiples electrodos en diferentes regiones cerebrales, el ‘NeuroWorm’ se implanta una sola vez y puede navegar por diversas áreas afectadas, monitorizando las señales eléctricas neuronales e incluso aliviando los síntomas mediante estimulación eléctrica», afirmó Yan Wei, científico principal del equipo.

«Para los pacientes con discapacidad que necesitan interfaces cerebro-máquina para facilitar el movimiento de partes del cuerpo con limitaciones, esta tecnología es igualmente beneficiosa. Con una sola implantación de esta fibra, se pueden monitorizar las señales eléctricas neuronales en una amplia zona del cuerpo», afirmó Yan, investigador de la Facultad de Ciencia e Ingeniería de Materiales de la Universidad de Donghua en Shanghái.

Inspirado en la estructura corporal segmentada de las lombrices de tierra, que permite un control distribuido sensorial y del movimiento, el equipo de investigación, dirigido por Liu Zhiyuan, investigador del Instituto de Tecnología Avanzada de Shenzhen, de la Academia China de Ciencias, y Yan, desarrolló el «NeuroWorm».

«Esta microfibra dinámica, suave y elástica funciona como interfaz neuronal, ofreciendo ventajas significativas sobre los dispositivos de interfaz neuronal tradicionales, que son estáticos y requieren procedimientos invasivos para su reposicionamiento», concluyó Yan. La fibra «NeuroWorm» presenta otras ventajas sobre los dispositivos tradicionales, según afirmaron. Por ejemplo, incorpora 60 microsensores a nivel nanométrico, 15 veces más que los métodos tradicionales. Esto permite una monitorización precisa multipunto de las señales neuronales eléctricas y biomecánicas mientras se desplaza dentro del cuerpo tras su implantación en el músculo o dentro del cerebro tras su implantación en la corteza cerebral de ratones, explicó Yan.

Además, la fibra posee una excelente suavidad. Experimentos a largo plazo con ratones demostraron una alta biocompatibilidad, ya que la microfibra permaneció en los músculos hasta 13 meses sin reacciones adversas, según los investigadores.

«Una innovación clave reside en la capacidad de la fibra para desplazarse dentro del cuerpo. Mediante una estrategia de control magnético abierto, logramos un movimiento inicial controlado y una dirección dentro de los tejidos, lo que permite que la fibra se mueva como una lombriz de tierra por el suelo y registre las señales neuronales a lo largo de su recorrido sin necesidad de cirugías adicionales», explicó Yan.

El estudio se publicó el miércoles en el sitio web de la revista Nature.

Zhu Meifang, asesora estratégica del estudio y directora del Laboratorio Estatal Clave de Materiales Avanzados de Fibra de la Universidad de Donghua, afirmó que este avance busca la transición de la bioelectrónica del registro pasivo fijo a la colaboración inteligente móvil.

«El equipo espera colaborar con más instituciones en el ámbito de las aplicaciones para acelerar el uso práctico de la tecnología, lo que podría transformar el panorama del uso clínico de los dispositivos de interfaz cerebro-máquina, así como el tratamiento y la monitorización de enfermedades neuronales», concluyó.