Representaci\u00f3n art\u00edstica del respaldo flexible, conformable y transparente de la nueva interfaz cerebro-computadora con microagujas penetrantes desarrollada por un equipo dirigido por ingenieros de la Universidad de California en San Diego en el laboratorio de profesor de ingenier\u00eda el\u00e9ctrica Shadi Dayeh. Cr\u00e9dito: Universidad de California – San Diego <\/p>\n
Investigadores de ingenier\u00eda han inventado una avanzada interfaz cerebro-computadora con un soporte flexible y moldeable y microagujas penetrantes. Agregar un respaldo flexible a este tipo de interfaz cerebro-computadora permite que el dispositivo se adapte de manera m\u00e1s uniforme a la compleja superficie curva del cerebro y distribuya de manera m\u00e1s uniforme las microagujas que perforan la corteza. Las microagujas, que son 10 veces m\u00e1s delgadas que el cabello humano, sobresalen del respaldo flexible, penetran la superficie del tejido cerebral sin perforar las v\u00e9nulas de la superficie y registran las se\u00f1ales de las c\u00e9lulas nerviosas cercanas de manera uniforme en una amplia \u00e1rea de la corteza. <\/p>\n
Hasta ahora, esta novedosa interfaz cerebro-computadora se ha probado en roedores. Los detalles se publicaron en l\u00ednea el 25 de febrero en la revista Advanced Functional Materials. Este trabajo est\u00e1 dirigido por un equipo en el laboratorio del profesor de ingenier\u00eda el\u00e9ctrica Shadi Dayeh en la Universidad de California en San Diego, junto con investigadores de la Universidad de Boston dirigidos por la profesora de ingenier\u00eda biom\u00e9dica Anna Devor. <\/p>\n
Esta nueva interfaz cerebro-computadora est\u00e1 a la par y supera al \u00abUtah Array\u00bb, que es el est\u00e1ndar de oro existente para las interfaces cerebro-computadora con microagujas penetrantes. Se ha demostrado que Utah Array ayuda a las v\u00edctimas de accidentes cerebrovasculares y a las personas con lesiones en la m\u00e9dula espinal. Las personas con Utah Arrays implantados pueden usar sus pensamientos para controlar extremidades rob\u00f3ticas y otros dispositivos para restaurar algunas actividades cotidianas, como mover objetos.<\/p>\n
El respaldo de la nueva interfaz cerebro-computadora es flexible y adaptable , y reconfigurable, mientras que Utah Array tiene un respaldo duro e inflexible. La flexibilidad y adaptabilidad del respaldo de la nueva matriz de microagujas favorece un contacto m\u00e1s cercano entre el cerebro y los electrodos, lo que permite un registro mejor y m\u00e1s uniforme de las se\u00f1ales de actividad cerebral. Trabajando con roedores como especie modelo, los investigadores han demostrado grabaciones de banda ancha estables que producen se\u00f1ales s\u00f3lidas durante la duraci\u00f3n del implante, que dur\u00f3 196 d\u00edas. <\/p>\n
Adem\u00e1s, la forma en que se fabrican las interfaces cerebro-computadora de respaldo suave permite superficies de detecci\u00f3n m\u00e1s grandes, lo que significa que se puede monitorear un \u00e1rea significativamente m\u00e1s grande de la superficie del cerebro simult\u00e1neamente. En el art\u00edculo de Advanced Functional Materials, los investigadores demuestran que una matriz de microagujas penetrantes con 1.024 microagujas registr\u00f3 con \u00e9xito se\u00f1ales desencadenadas por est\u00edmulos precisos de los cerebros de ratas. Esto representa diez veces m\u00e1s microagujas y diez veces el \u00e1rea de cobertura del cerebro, en comparaci\u00f3n con las tecnolog\u00edas actuales.<\/p>\n
Respaldos m\u00e1s delgados y transparentes<\/p>\n
Estas interfaces cerebro-computadora con respaldo blando son m\u00e1s delgadas y livianas que los respaldos de vidrio tradicionales de este tipo de interfaces cerebro-computadora. Los investigadores se\u00f1alan en su art\u00edculo sobre Materiales Funcionales Avanzados que los respaldos ligeros y flexibles pueden reducir la irritaci\u00f3n del tejido cerebral que entra en contacto con los conjuntos de sensores. <\/p>\n
Los soportes flexibles tambi\u00e9n son transparentes. En el nuevo art\u00edculo, los investigadores demuestran que esta transparencia se puede aprovechar para realizar investigaciones neurocient\u00edficas fundamentales que involucran modelos animales que de otro modo no ser\u00edan posibles. El equipo, por ejemplo, demostr\u00f3 el registro el\u00e9ctrico simult\u00e1neo de matrices de microagujas penetrantes, as\u00ed como la fotoestimulaci\u00f3n optogen\u00e9tica.<\/p>\n
Fabricaci\u00f3n litogr\u00e1fica de dos caras<\/p>\n
La flexibilidad, las huellas de matriz de microagujas m\u00e1s grandes, la reconfigurabilidad y la transparencia de los respaldos de los nuevos sensores cerebrales se deben al enfoque de litograf\u00eda de doble cara que utilizaron los investigadores. <\/p>\n
Conceptualmente, a partir de una oblea de silicio r\u00edgido, el proceso de fabricaci\u00f3n del equipo les permite construir circuitos y dispositivos microsc\u00f3picos en ambos lados de la oblea de silicio r\u00edgido. Por un lado, se agrega una pel\u00edcula transparente y flexible sobre la oblea de silicio. Dentro de esta pel\u00edcula, se incrusta una bicapa de trazas de titanio y oro para que las trazas se alineen con el lugar donde se fabricar\u00e1n las agujas en el otro lado de la oblea de silicio. <\/p>\n
Trabajando desde el otro lado, despu\u00e9s de agregar la pel\u00edcula flexible, todo el silicio se graba, excepto las columnas de silicio delgadas, puntiagudas e independientes. Estas columnas puntiagudas de silicio son, de hecho, las microagujas, y sus bases se alinean con las trazas de titanio y oro dentro de la capa flexible que queda despu\u00e9s de que se ha grabado el silicio. Estas trazas de titanio y oro est\u00e1n modeladas a trav\u00e9s de t\u00e9cnicas de microfabricaci\u00f3n est\u00e1ndar y escalables, lo que permite una producci\u00f3n escalable con un trabajo manual m\u00ednimo. El proceso de fabricaci\u00f3n ofrece la posibilidad de un dise\u00f1o de matriz flexible y escalabilidad a decenas de miles de microagujas. <\/p>\n
Hacia sistemas de ciclo cerrado<\/p>\n
Mirando hacia el futuro, se necesitar\u00e1n conjuntos de microagujas penetrantes con una gran cobertura espacial para mejorar las interfaces cerebro-m\u00e1quina hasta el punto de que puedan usarse en \u00bb sistemas de circuito cerrado\u00bb que pueden ayudar a las personas con movilidad severamente limitada. Por ejemplo, este tipo de sistema de circuito cerrado podr\u00eda ofrecer a una persona que usa una mano rob\u00f3tica retroalimentaci\u00f3n t\u00e1ctica en tiempo real sobre los objetos que la mano rob\u00f3tica est\u00e1 agarrando. <\/p>\n
Los sensores t\u00e1ctiles en la mano rob\u00f3tica detectar\u00edan la dureza, la textura y el peso de un objeto. Esta informaci\u00f3n registrada por los sensores se traducir\u00eda en patrones de estimulaci\u00f3n el\u00e9ctrica que viajan a trav\u00e9s de cables fuera del cuerpo hasta la interfaz cerebro-computadora con microagujas penetrantes. Estas se\u00f1ales el\u00e9ctricas proporcionar\u00edan informaci\u00f3n directamente al cerebro de la persona sobre la dureza, la textura y el peso del objeto. A su vez, la persona ajustar\u00eda su fuerza de agarre en funci\u00f3n de la informaci\u00f3n detectada directamente desde el brazo rob\u00f3tico. <\/p>\n
Este es solo un ejemplo del tipo de sistema de circuito cerrado que podr\u00eda ser posible una vez que las matrices de microagujas penetrantes puedan hacerse m\u00e1s grandes para adaptarse al cerebro y coordinar la actividad entre los centros de \u00abcomando\u00bb y \u00abretroalimentaci\u00f3n\u00bb. del cerebro Anteriormente, el laboratorio de Dayeh invent\u00f3 y demostr\u00f3 los tipos de sensores t\u00e1ctiles que ser\u00edan necesarios para este tipo de aplicaci\u00f3n.<\/p>\n
Camino a la comercializaci\u00f3n<\/p>\n
Los procesos avanzados de microfabricaci\u00f3n litogr\u00e1fica de doble cara descritos en este papel est\u00e1n patentados (US 10856764). Dayeh cofund\u00f3 Precision Neurotek Inc. para traducir tecnolog\u00edas innovadas en su laboratorio para avanzar en la pr\u00e1ctica cl\u00ednica y avanzar en los campos de la neurociencia y la neurofisiolog\u00eda. <\/p>\n
Explore m\u00e1s<\/p>\n
Una interfaz neuronal 3D multifuncional y flexible M\u00e1s informaci\u00f3n:<\/strong> Sang Heon Lee et al, Scalable Thousand Channel Penetrating Microneedle Arrays on Flex for Multimodal and Large Area Coverage Interfaces BrainMachine, Advanced Materiales Funcionales (2022). DOI: 10.1002\/adfm.202112045 Informaci\u00f3n de la revista:<\/strong> Advanced Functional Materials <\/p>\n Proporcionado por la Universidad de California – San Diego Cita<\/strong>: Una nueva interfaz cerebro-computadora con un respaldo (2022, 15 de marzo) obtenido el 29 de agosto de 2022 de https:\/\/medicalxpress.com\/news\/2022-03-brain-computer-interface-flexible.html Este documento est\u00e1 sujeto a derechos de autor. Aparte de cualquier trato justo con fines de estudio o investigaci\u00f3n privados, ninguna parte puede reproducirse sin el permiso por escrito. El contenido se proporciona \u00fanicamente con fines informativos.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":" Representaci\u00f3n art\u00edstica del respaldo flexible, conformable y transparente de la nueva interfaz cerebro-computadora con microagujas penetrantes desarrollada por un equipo dirigido por ingenieros de la Universidad de California en San Diego en el laboratorio de profesor de ingenier\u00eda el\u00e9ctrica Shadi Dayeh. Cr\u00e9dito: Universidad de California – San Diego Investigadores de ingenier\u00eda han inventado una avanzada … Continuar leyendo \u00abUna nueva interfaz cerebro-computadora con un respaldo flexible\u00bb<\/span><\/a><\/p>\n","protected":false},"author":1,"featured_media":0,"comment_status":"","ping_status":"","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"footnotes":""},"categories":[1],"tags":[],"class_list":["post-10481","post","type-post","status-publish","format-standard","hentry","category-general"],"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/www.biblia.work\/articulos-salud\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/10481","targetHints":{"allow":["GET"]}}],"collection":[{"href":"https:\/\/www.biblia.work\/articulos-salud\/wp-json\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"https:\/\/www.biblia.work\/articulos-salud\/wp-json\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.biblia.work\/articulos-salud\/wp-json\/wp\/v2\/users\/1"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.biblia.work\/articulos-salud\/wp-json\/wp\/v2\/comments?post=10481"}],"version-history":[{"count":0,"href":"https:\/\/www.biblia.work\/articulos-salud\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/10481\/revisions"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/www.biblia.work\/articulos-salud\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=10481"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/www.biblia.work\/articulos-salud\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=10481"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/www.biblia.work\/articulos-salud\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=10481"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}