En un estudio reciente realizado por un equipo del Laboratorio Nacional Lawrence Livermore (LLNL) y la Universidad de California, San Francisco, los investigadores encontraron que la flexibilidad de los microelectrodos de pel\u00edcula delgada desarrollados por LLNL, combinada con una mayor -Density Grid Spacing, proporciona mayores niveles de detalle sobre c\u00f3mo funciona el cerebro, al tiempo que proporciona la capacidad de estimular las \u00e1reas del cerebro afectadas por la epilepsia y otros trastornos neurol\u00f3gicos. Cr\u00e9dito: Laboratorio Nacional Lawrence Livermore <\/p>\n
A principios de este a\u00f1o, las matrices de microrredes de pel\u00edcula delgada desarrolladas en el Laboratorio Nacional Lawrence Livermore (LLNL) y utilizadas en los pacientes del neur\u00f3logo Jon Kleen en la Universidad de California, San Francisco (UCSF) demostraron que la actividad cerebral del hipocampo consist\u00eda en ondas que viajaban bidireccionalmente durante las tareas de comportamiento. Estas matrices de microrredes de pel\u00edcula delgada est\u00e1n dise\u00f1adas no solo para sentarse en la superficie del cerebro, como lo hicieron al medir las ondas cerebrales del hipocampo, sino que son lo suficientemente flexibles para hacer un contacto \u00edntimo con la topograf\u00eda de la superficie del cerebro. <\/p>\n
M\u00e1s recientemente, en un art\u00edculo publicado en el Journal of Neural Engineering, los investigadores descubrieron que esta flexibilidad, combinada con un espaciado de cuadr\u00edcula de mayor densidad, brinda mayores niveles de detalle sobre c\u00f3mo funciona el cerebro, al tiempo que brinda la capacidad de estimular \u00e1reas del cerebro afectado por la epilepsia y otros trastornos neurol\u00f3gicos. El art\u00edculo fue escrito por los investigadores de la UCSF Kristen Sellers, Jason Chung y Heather Dawes del laboratorio de Edward Chang; y los investigadores del LLNL, Jenny Zhou y Michael Triplett, que trabajan con el l\u00edder del Grupo de Microsistemas Implantables, Razi Haque.<\/p>\n
Los arreglos de superficie de microelectrocorticograf\u00eda de pel\u00edcula delgada contienen 32 electrodos y tienen un di\u00e1metro de 1,2 mm, con un paso (el distancia entre sus centros) de solo 2 mm, proporcionando un mayor nivel de especificidad espacial y localizaci\u00f3n que los conjuntos de electrodos comerciales. Debido a que la flexibilidad y el tama\u00f1o de los arreglos de pel\u00edcula delgada tienen el potencial de agregar docenas de electrodos m\u00e1s a un arreglo, los autores argumentan que el enfoque de fabricaci\u00f3n y ensamblaje descrito muestra una gran promesa para adquirir informaci\u00f3n \u00fanica que permitir\u00e1 una orientaci\u00f3n espacial refinada y personalizable de diferentes \u00e1reas del cerebro con implicaciones para aplicaciones cl\u00ednicas y de investigaci\u00f3n, incluida la estimulaci\u00f3n intracraneal.<\/p>\n
\u00abLa estrecha colaboraci\u00f3n entre UCSF y LLNL permite ciclos r\u00e1pidos de iteraciones de dise\u00f1o y pruebas intraoperatorias, aclarando qu\u00e9 caracter\u00edsticas de los arreglos se pueden optimizar para medir y comprender mejor la actividad cerebral\u00bb, anot\u00f3 Sellers.<\/p>\n
El m\u00e9todo de microfabricaci\u00f3n de LLNL distingue estas matrices de pel\u00edcula delgada de sus contrapartes comerciales: se forman a trav\u00e9s de un proceso 2.5D en el que las capas planas de materiales, en este caso pol\u00edmeros y metales, son depositados de acuerdo con un patr\u00f3n y luego grabados para definir su forma final como dispositivos funcionales. Debido a que se pueden fabricar muchos electrodos peque\u00f1os de pel\u00edcula delgada a la vez a trav\u00e9s de esta t\u00e9cnica de producci\u00f3n, son esencialmente id\u00e9nticos, por lo que, seg\u00fan los autores, \u00abexhiben una excelente consistencia de electrodo a electrodo y de dispositivo a dispositivo\u00bb, lo que proporciona mayor precisi\u00f3n tanto en la detecci\u00f3n como en la orientaci\u00f3n de las diferentes \u00e1reas del cerebro que se est\u00e1n estudiando. <\/p>\n
Los datos de los investigadores sugieren que los nuevos arreglos de pel\u00edcula delgada transmiten se\u00f1ales de mayor calidad que sus contrapartes comerciales, en parte porque la mayor flexibilidad ayuda a que el electrodo se adapte mejor a la corteza cerebral, lo que establece un contacto m\u00e1s \u00edntimo entre el cerebro y la matriz para que la actividad neuronal se transmita m\u00e1s f\u00e1cilmente entre los dos. Asimismo, la transmisi\u00f3n se ve favorecida por la rigidez uniforme de la pel\u00edcula delgada, atribuible a que los conductores met\u00e1licos en los electrodos se distribuyen uniformemente en lugar de estar intercalados en forma de metal a granel, lo que en las matrices comerciales contribuye a la rigidez variable y m\u00e1s extrema que evita que se acuesten. plana en la superficie del cerebro. Seg\u00fan los investigadores, la flexibilidad que permite un mejor contacto con la corteza tambi\u00e9n permite que la matriz se moldee en forma cil\u00edndrica para que pueda insertarse en el cerebro.<\/p>\n
Evaluar las capacidades comparativas de las matrices de electrodos comerciales en comparaci\u00f3n con las matrices de pel\u00edcula delgada, los investigadores recopilaron datos de cuatro pacientes con convulsiones refractarias que se preparaban para someterse a una cirug\u00eda para controlar la epilepsia del l\u00f3bulo temporal.<\/p>\n
Se colocaron matrices de superficie de 32 electrodos en tres pacientes para realizar pruebas y las matrices de profundidad cil\u00edndrica tambi\u00e9n con 32 contactos fueron probadas en tres pacientes. Los experimentadores encontraron que \u00ablas se\u00f1ales entre contactos adyacentes en la misma fila o columna de la matriz de superficie, con un paso de 2 mm, ten\u00edan coeficientes de correlaci\u00f3n inferiores a 1, lo que indica que incluso durante la actividad en estado de reposo altamente correlacionada, esta densidad de electrodos registr\u00f3 informaci\u00f3n \u00fanica. \u00ab<\/p>\n
Para probar si una densidad a\u00fan mayor de electrodos proporcionar\u00eda m\u00e1s informaci\u00f3n, los autores compararon electrodos m\u00e1s cercanos y m\u00e1s espaciados en las matrices de superficie (pares adyacentes frente a pares situados en diagonal) y encontraron que las diferencias eran significativas. Los investigadores concluyeron que los estudios futuros pueden proporcionar nueva informaci\u00f3n a partir de conjuntos de superficies m\u00e1s estrechamente dispuestos. Un an\u00e1lisis similar entre matrices de profundidad tambi\u00e9n mostr\u00f3 que se registr\u00f3 una cantidad significativa de informaci\u00f3n nueva cuando se ajust\u00f3 el paso de profundidad de la matriz. Los electrodos insertados m\u00e1s profundamente en el cerebro proporcionaron informaci\u00f3n diferente que los electrodos adyacentes a menor profundidad.<\/p>\n
Mientras que un Una variedad de consideraciones, como las diferencias cerebrales individuales, pueden influir en la respuesta a la estimulaci\u00f3n el\u00e9ctrica, los resultados sugieren que el tama\u00f1o de los electrodos de pel\u00edcula delgada generalmente permite obtener datos m\u00e1s granulares y una mejor estimulaci\u00f3n tisular dirigida. Como lo expresaron los autores, \u00abnuestros estudios intraoperatorios de detecci\u00f3n y estimulaci\u00f3n realizados en cuatro pacientes humanos demostraron que estas matrices de mayor densidad proporcionaron informaci\u00f3n detectada adicional y un mayor control sobre la dispersi\u00f3n espacial de la estimulaci\u00f3n\u00bb. Los investigadores consideraron importantes los hallazgos porque el uso de la electrocorticograf\u00eda con fines de diagn\u00f3stico y estimulaci\u00f3n terap\u00e9utica se ha visto obstaculizado por el gran tama\u00f1o (y la correspondiente menor densidad) de los electrodos comerciales. La microfabricaci\u00f3n de conjuntos de electrodos de pel\u00edcula delgada puede abordar estos problemas de escalabilidad, como argumenta el documento. <\/p>\n
El trabajo es la culminaci\u00f3n de a\u00f1os de esfuerzos que forman parte del programa SUBNETS (Neurotecnolog\u00eda basada en sistemas para terapias emergentes) de DARPA (Agencia de proyectos de investigaci\u00f3n avanzada de defensa), creado originalmente para estudiar los trastornos del estado de \u00e1nimo como trastorno de estr\u00e9s traum\u00e1tico (TEPT), depresi\u00f3n y ansiedad, as\u00ed como dolor cr\u00f3nico. Esta investigaci\u00f3n contribuye a los objetivos a largo plazo del programa SUBNETS al contribuir a un enfoque terap\u00e9utico de \u00abbucle cerrado\u00bb en el que la estimulaci\u00f3n neural terap\u00e9utica se activa solo cuando es necesario en lugar de estar \u00abencendida\u00bb todo el tiempo, como en un circuito abierto. sistema. Los sistemas de circuito abierto pueden volverse ineficaces con el tiempo, a medida que el cerebro se aclimata al est\u00edmulo, y los efectos secundarios son m\u00e1s comunes en el enfoque de circuito abierto, seg\u00fan Haque. Las matrices implantables descritas en el documento permiten la personalizaci\u00f3n, lo que puede adaptarse y tratar mejor las necesidades individuales, como las destinadas a la investigaci\u00f3n con financiaci\u00f3n de SUBNETS. <\/p>\n
Explore m\u00e1s<\/p>\n
Los electrodos de pel\u00edcula delgada revelan informaci\u00f3n clave sobre la actividad del cerebro humano M\u00e1s informaci\u00f3n:<\/strong> Kristin K Sellers et al, Microfabricaci\u00f3n de pel\u00edcula delgada y pruebas intraoperatorias de matrices de profundidad ECoG e iEEG para sentido y estimulaci\u00f3n, Journal of Neural Engineering (2021). DOI: 10.1088\/1741-2552\/ac1984 Informaci\u00f3n de la revista:<\/strong> Journal of Neural Engineering <\/p>\n Proporcionado por el Laboratorio Nacional Lawrence Livermore Cita<\/strong>: Los electrodos de pel\u00edcula delgada microfabricados muestran una promesa terap\u00e9utica (2 de diciembre de 2021) recuperado el 29 de agosto de 2022 de https:\/\/medicalxpress.com\/news\/2021-12-microfabricated-thin-film-electrodes-therapeutic.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":" En un estudio reciente realizado por un equipo del Laboratorio Nacional Lawrence Livermore (LLNL) y la Universidad de California, San Francisco, los investigadores encontraron que la flexibilidad de los microelectrodos de pel\u00edcula delgada desarrollados por LLNL, combinada con una mayor -Density Grid Spacing, proporciona mayores niveles de detalle sobre c\u00f3mo funciona el cerebro, al tiempo … Continuar leyendo \u00abLos electrodos de pel\u00edcula delgada microfabricados muestran una promesa terap\u00e9utica\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-5489","post","type-post","status-publish","format-standard","hentry","category-general"],"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/www.biblia.work\/articulos-salud\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/5489","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=5489"}],"version-history":[{"count":0,"href":"https:\/\/www.biblia.work\/articulos-salud\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/5489\/revisions"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/www.biblia.work\/articulos-salud\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=5489"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/www.biblia.work\/articulos-salud\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=5489"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/www.biblia.work\/articulos-salud\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=5489"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}