Una muestra de la pel\u00edcula ‘magnetoel\u00e9ctrica’ de la Universidad de Rice sobre un lecho de arroz crudo. Los neuroingenieros de Rice crearon la pel\u00edcula de dos capas para alimentar estimuladores neurales implantables que tienen aproximadamente el tama\u00f1o de un grano de arroz. La pel\u00edcula convierte la energ\u00eda de un campo magn\u00e9tico directamente en un voltaje el\u00e9ctrico, eliminando la necesidad de una bater\u00eda o una conexi\u00f3n de alimentaci\u00f3n por cable. Cr\u00e9dito: Jeff Fitlow\/Universidad de Rice <\/p>\n
Los neuroingenieros de la Universidad de Rice han creado un diminuto implante quir\u00fargico que puede estimular el\u00e9ctricamente el cerebro y el sistema nervioso sin utilizar una bater\u00eda o una fuente de alimentaci\u00f3n por cable. <\/p>\n
El estimulador neural extrae su poder de la energ\u00eda magn\u00e9tica y tiene aproximadamente el tama\u00f1o de un grano de arroz. Es el primer estimulador neural accionado magn\u00e9ticamente que produce el mismo tipo de se\u00f1ales de alta frecuencia que los implantes alimentados por bater\u00eda cl\u00ednicamente aprobados que se utilizan para tratar la epilepsia, la enfermedad de Parkinson, el dolor cr\u00f3nico y otras afecciones.<\/p>\n
El la investigaci\u00f3n est\u00e1 disponible en l\u00ednea hoy en la revista Neuron.<\/p>\n
El ingrediente clave del implante es una pel\u00edcula delgada de material \u00abmagnetoel\u00e9ctrico\u00bb que convierte la energ\u00eda magn\u00e9tica directamente en un voltaje el\u00e9ctrico. El m\u00e9todo evita los inconvenientes de las ondas de radio, el ultrasonido, la luz e incluso las bobinas magn\u00e9ticas, todas las cuales se han propuesto para alimentar peque\u00f1os implantes inal\u00e1mbricos y se ha demostrado que sufren interferencias con el tejido vivo o producen cantidades da\u00f1inas de calor.<\/p>\n
Para demostrar la viabilidad de la tecnolog\u00eda magnetoel\u00e9ctrica, los investigadores demostraron que los implantes funcionaron en roedores que estaban completamente despiertos y libres para deambular por sus recintos.<\/p>\n
\u00abHacer esa demostraci\u00f3n de prueba de principio es realmente importante, porque es un gran salto tecnol\u00f3gico pasar de una demostraci\u00f3n de laboratorio a algo que podr\u00eda ser realmente \u00fatil para tratar a las personas\u00bb, dijo Jacob Robinson, autor correspondiente del estudio y miembro de la Iniciativa de Neuroingenier\u00eda de Rice. \u00abNuestros resultados sugieren que el uso de materiales magnetoel\u00e9ctricos para la entrega de energ\u00eda inal\u00e1mbrica es m\u00e1s que una idea novedosa. Estos materiales son excelentes candidatos para bioelectr\u00f3nica inal\u00e1mbrica de grado cl\u00ednico\u00bb.<\/p>\n
Diminutos implantes capaces de modular la actividad del cerebro y sistema nervioso podr\u00eda tener amplias implicaciones. Si bien los implantes que funcionan con bater\u00edas se usan con frecuencia para tratar la epilepsia y reducir los temblores en pacientes con la enfermedad de Parkinson, la investigaci\u00f3n ha demostrado que la estimulaci\u00f3n neural podr\u00eda ser \u00fatil para tratar la depresi\u00f3n, los trastornos obsesivo-compulsivos y m\u00e1s de un tercio de las personas que sufren de enfermedades cr\u00f3nicas e intratables. dolor que a menudo conduce a la ansiedad, la depresi\u00f3n y la adicci\u00f3n a los opioides.<\/p>\n
Robinson dijo que la miniaturizaci\u00f3n realizada por la autora principal del estudio y estudiante graduada Amanda Singer es importante porque la clave para hacer que la terapia de estimulaci\u00f3n neural est\u00e9 m\u00e1s disponible es crear , dispositivos inal\u00e1mbricos que son lo suficientemente peque\u00f1os para ser implantados sin cirug\u00eda mayor. Se podr\u00edan implantar dispositivos del tama\u00f1o de un grano de arroz en casi cualquier parte del cuerpo con un procedimiento m\u00ednimamente invasivo similar al que se usa para colocar stents en arterias bloqueadas, dijo.<\/p>\n
Coautor del estudio y neuroingenier\u00eda Caleb Kemere, miembro de la iniciativa, dijo: \u00abCuando tienes que desarrollar algo que se pueda implantar por v\u00eda subcut\u00e1nea en el cr\u00e1neo de animales peque\u00f1os, las restricciones de tu dise\u00f1o cambian significativamente. Lograr que esto funcione en un roedor en un entorno libre de restricciones realmente oblig\u00f3 a Amanda a empujar hacia abajo el tama\u00f1o y el volumen a la escala m\u00ednima posible\u00bb.<\/p>\n
Para las pruebas con roedores, se colocaron dispositivos debajo de la piel de los roedores que pod\u00edan moverse libremente por sus recintos. Los roedores prefer\u00edan estar en partes de los recintos donde un campo magn\u00e9tico activaba el estimulador y proporcionaba un peque\u00f1o voltaje al centro de recompensa de sus cerebros.<\/p>\n
Para demostrar la viabilidad de la tecnolog\u00eda de estimulaci\u00f3n neuronal en miniatura impulsada por magnetoel\u00e9ctricos, la Universidad de Rice Los neuroingenieros crearon peque\u00f1os dispositivos que se colocaron debajo de la piel de los roedores que pod\u00edan moverse libremente por sus recintos. Los roedores prefer\u00edan estar en partes de los recintos donde un campo magn\u00e9tico activaba el estimulador y proporcionaba un peque\u00f1o voltaje al centro de recompensa de sus cerebros. Cr\u00e9dito: J. Robinson\/Universidad Rice <\/p>\n
Singer, un estudiante de f\u00edsica aplicada en el laboratorio de Robinson, resolvi\u00f3 el problema de la energ\u00eda inal\u00e1mbrica uniendo capas de dos materiales muy diferentes en una sola pel\u00edcula. La primera capa, una l\u00e1mina magnetoestrictiva de hierro, boro, silicio y carbono, vibra a nivel molecular cuando se coloca en un campo magn\u00e9tico. El segundo, un cristal piezoel\u00e9ctrico, convierte la tensi\u00f3n mec\u00e1nica directamente en tensi\u00f3n el\u00e9ctrica.<\/p>\n
\u00abEl campo magn\u00e9tico genera tensi\u00f3n en el material magnetoestrictivo\u00bb, dijo Singer. \u00abNo hace que el material se vuelva visiblemente m\u00e1s grande o m\u00e1s peque\u00f1o, pero genera ondas ac\u00fasticas y algunas de ellas tienen una frecuencia resonante que crea un modo particular que usamos llamado modo resonante ac\u00fastico\u00bb.<\/p>\n
Ac\u00fastico La resonancia en los materiales magnetoestrictivos es lo que hace que los grandes transformadores el\u00e9ctricos emitan un zumbido audible. En los implantes de Singer, las reverberaciones ac\u00fasticas activan la mitad piezoel\u00e9ctrica de la pel\u00edcula.<\/p>\n
Robinson dijo que las pel\u00edculas magnetoel\u00e9ctricas recolectan mucha energ\u00eda pero operan a una frecuencia que es demasiado alta para afectar las c\u00e9lulas cerebrales.<\/p>\n
\u00abUna pieza importante de ingenier\u00eda que resolvi\u00f3 Amanda fue crear el circuito para modular esa actividad a una frecuencia m\u00e1s baja a la que responder\u00edan las c\u00e9lulas\u00bb, dijo Robinson. \u00abEs similar a la forma en que funciona la radio AM. Tienes estas ondas de muy alta frecuencia, pero est\u00e1n moduladas a una frecuencia baja que puedes escuchar\u00bb.<\/p>\n
Singer dijo que crear una se\u00f1al bif\u00e1sica modulada que podr\u00eda estimular las neuronas sin da\u00f1arlas fue un desaf\u00edo, al igual que la miniaturizaci\u00f3n.<\/p>\n
\u00abCuando presentamos este art\u00edculo por primera vez, no ten\u00edamos la versi\u00f3n implantada en miniatura\u00bb, dijo. \u00abHasta ese momento, lo m\u00e1s importante era averiguar c\u00f3mo obtener realmente esa se\u00f1al bif\u00e1sica con la que estimulamos, qu\u00e9 elementos del circuito necesit\u00e1bamos para hacer eso.<\/p>\n
\u00abCuando recibimos las revisiones despu\u00e9s de eso primero presentaci\u00f3n, los comentarios fueron como, ‘Est\u00e1 bien, dices que puedes hacerlo peque\u00f1o. Entonces, hazlo peque\u00f1o’\u201d, dijo Singer. \u201cEntonces, pasamos otro a\u00f1o m\u00e1s o menos haci\u00e9ndolo peque\u00f1o y demostrando que realmente funciona. Ese fue probablemente el mayor obst\u00e1culo. Al principio, fue dif\u00edcil fabricar dispositivos peque\u00f1os que funcionaran\u00bb.<\/p>\n
En total, el estudio tom\u00f3 m\u00e1s de cinco a\u00f1os, en gran parte porque Singer tuvo que hacer pr\u00e1cticamente todo desde cero, dijo Robinson.<\/p>\n
\u00abNo hay infraestructura para esta tecnolog\u00eda de transferencia de energ\u00eda\u201d, dijo. \u00abSi est\u00e1 usando radiofrecuencia (RF), puede comprar antenas de RF y generadores de se\u00f1ales de RF. Si est\u00e1 usando ultrasonido, no es como si alguien dijera: ‘Oh, por cierto, primero tiene que construir la m\u00e1quina de ultrasonido’.<\/p>\n
\u00abAmanda tuvo que construir todo el sistema, desde el dispositivo que genera el campo magn\u00e9tico para las pel\u00edculas en capas que convierten el campo magn\u00e9tico en voltaje y los elementos del circuito que lo modulan y lo convierten en algo cl\u00ednicamente \u00fatil. Tuvo que fabricarlo todo, empaquetarlo, ponerlo en un animal, crear el probar entornos y accesorios para los experimentos in vivo y realizar esos experimentos. Aparte de la l\u00e1mina magnetoestrictiva y los cristales piezoel\u00e9ctricos, no hab\u00eda nada en este proyecto que pudiera comprarse a un proveedor\u00bb. <\/p>\n
Explore m\u00e1s<\/p>\n
El implante bioelectr\u00f3nico controlado por im\u00e1n podr\u00eda aliviar el dolor M\u00e1s informaci\u00f3n:<\/strong> Amanda Singer et al, Magnetoelectric Materials for Miniature, Wireless Neural Stimulation at Therapeutic Frequencies, Neuron (2020). DOI: 10.1016\/j.neuron.2020.05.019 Informaci\u00f3n de la revista:<\/strong> Neuron <\/p>\n Proporcionado por la Universidad de Rice Cita<\/strong>: El equipo de Rice fabrica un peque\u00f1o estimulador neural accionado magn\u00e9ticamente (2020 , 8 de junio) recuperado el 31 de agosto de 2022 de https:\/\/medicalxpress.com\/news\/2020-06-rice-team-tiny-magnetically-powered.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":" Una muestra de la pel\u00edcula ‘magnetoel\u00e9ctrica’ de la Universidad de Rice sobre un lecho de arroz crudo. Los neuroingenieros de Rice crearon la pel\u00edcula de dos capas para alimentar estimuladores neurales implantables que tienen aproximadamente el tama\u00f1o de un grano de arroz. La pel\u00edcula convierte la energ\u00eda de un campo magn\u00e9tico directamente en un voltaje … Continuar leyendo \u00abEl equipo de Rice fabrica un diminuto estimulador neural accionado magn\u00e9ticamente\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-30194","post","type-post","status-publish","format-standard","hentry","category-general"],"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/www.biblia.work\/articulos-salud\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/30194","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=30194"}],"version-history":[{"count":0,"href":"https:\/\/www.biblia.work\/articulos-salud\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/30194\/revisions"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/www.biblia.work\/articulos-salud\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=30194"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/www.biblia.work\/articulos-salud\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=30194"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/www.biblia.work\/articulos-salud\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=30194"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}