Investigadores del CSIC e ICN2 han creado una interfaz neuronal bidireccional de grafeno que supera las limitaciones de los implantes clínicos actuales, permitiendo modular la actividad cerebral en tiempo real.
Un consorcio científico liderado por el Instituto de Microelectrónica de Barcelona (IMB-CNM-CSIC) y el Instituto Catalán de Nanociencia y Nanotecnología (ICN2) ha diseñado y validado con éxito una nueva interfaz neuronal bidireccional basada en grafeno. El dispositivo, cuyos detalles técnicos han sido publicados en la revista Nature Communications, supera las barreras de los implantes clínicos actuales para patologías del sistema nervioso como el párkinson o la epilepsia. Hasta la fecha, estas tecnologías presentaban un carácter unidireccional o sufrían de distorsiones analíticas denominadas "artefactos", que impedían capturar señales biológicas de muy baja frecuencia de manera simultánea a la estimulación eléctrica. El nuevo desarrollo permite registrar, decodificar y modular la actividad cerebral de forma síncrona sin interferencias entre canales.
El desafío de ingeniería biomédica se ha resuelto mediante la integración de dos tecnologías complementarias de nanomateriales en una sola plataforma física. Por un lado, la interfaz incorpora transistores de grafeno monocapa (gFET) con alta sensibilidad para el registro a frecuencias ultrabajas; por otro, integra microelectrodos de óxido de grafeno reducido nanoporoso (rGO) encargados de emitir los impulsos de modulación celular. El Dr. Anton Guimerà, investigador del IMB-CNM, y el Prof. Jose A. Garrido, autor principal del estudio, destacan que la hibridación de transistores y microelectrodos dota al implante de la capacidad de "escuchar y hablar" con el tejido nervioso. Esta sincronización bidireccional es clave para el desarrollo de terapias médicas de precisión que se adapten dinámicamente a las fluctuaciones electrofisiológicas de cada paciente.
La fabricación de los dispositivos se ha ejecutado en las instalaciones de la Sala Blanca de Micro y Nanofabricación del IMB-CNM-CSIC y del ICN2, mientras que la validación biológica in vivo se completó en el University College London (Reino Unido). Este avance científico se integra en una línea de transferencia tecnológica consolidada que dio origen en 2019 a INBRAIN Neuroelectronics, una 'spin-off' licenciataria de estas patentes de grafeno. La compañía biotecnológica ya trabaja en el escalado industrial y clínico de estas interfaces neuronales para su aplicación hospitalaria, habiendo completado con éxito el primer ensayo clínico en humanos para evaluar la seguridad de la plataforma. En el proyecto han colaborado también el CIBER-BBN, la Universidad de Múnich (Alemania) y la Universidad de Mánchester.