Cient¨ªficos alemanes enlazan una neurona de sanguijuela y un 'chip' de silicio

Un equipo de biof¨ªsicos alemanes ha dado un peque?o paso hacia el acoplamiento de hombre y m¨¢quina, al abrir un enlace de comunicaci¨®n de doble sentido. entre un chip de silicio y una neurona de sanguijuela. Lo novedoso es que no pasa ninguna corriente del chip a la neurona: el chip estimula la neurona para que induzca una carga el¨¦ctrica dentro de la c¨¦lula de sanguijuela. Un canal de se?ales en ambos sentidos era exigencia esencial para cualquier futuro miembro ortop¨¦dico controlado por el cerebro a trav¨¦s de un sistema nervioso vivo.

El experimento del doctor Peter Fromherz y su equipo de investigaci¨®n del Instituto de Bioqu¨ªmica Max Planck de Martinsried, cerca de Munich, ha sido descrito en un informe publicado en la revista Phisical Review Letters. Se usaron. neuronas de sanguijuela por conveniencia, pero la t¨¦cnica puede adaptarse, presumiblemente, a neuronas humanas.Desde finales del siglo XVIII, cuando los italianos Luigi Galvani y Alessandro Volta demostraron que los est¨ªmulos el¨¦ctricos hac¨ªan que el tejido muscular se contrajera, los cient¨ªficos han explorado v¨ªas electroqu¨ªmicas que hagan que los nervios se enciendan, enviando as¨ª se?ales sensoriales al cerebro o transmitiendo ¨®rdenes del cerebro a los m¨²sculos y otras partes del cuerpo. Pero tales experimentos inclu¨ªan por lo general una corriente el¨¦ctrica que se aplicaba al tejido mediante un electrodo met¨¢lico o alg¨²n otro conductor, t¨¦cnica que Produc¨ªa la corrosi¨®n del electrodo, que contaminaba, calentaba y da?aba el tejido.Diecis¨¦is contactos

Froinherz ha ideado una manera de enviar se?ales a una neurona usando la estimulaci¨®n capacitiva, en la que las cargas el¨¦ctricas son reintroducidas en. cualquier corriente. Un voltaje el¨¦ctrico aplicado al interior del. chip produce un campo el¨¦ctrico que induce una carga dentro de la c¨¦lula y, cuando esta carga alcanza un cierto nivel, la c¨¦lula se enciende, iniciando la secuencia electroqu¨ªmica mediante la cual las neuronas se comunican con sus vecinas.

Fromherz asegura que su. equipo utiliza neuronas extra¨ªdas de ganglios de sanguijuela, porque las neuronas de sanguijuela son relativamente grandes y, por tanto, m¨¢s f¨¢ciles de manipular que las c¨¦lulas de la mayor¨ªa de los animales.Incluso as¨ª, las dimensiones con las que se trabaja son muy peque?as: una neurona de sanguijuela tiene s¨®lo unas 50 micras de longitud, m¨¢s o menos la mitad del di¨¢metro de un pelo humano. El punto de contacto en la neurona tiene s¨®lo 30 micras de ancho, y hay que ponerlo en contacto con exactitud con un transistor del chip que tiene unas cinco micras de lado.

Aunque algunas de las operaciones necesarias para ensamblar estos empalmes microsc¨®picos pueden hacerse a mano en el microscopio, otras requieren micromanipuladores controlados por ordenador, capaces de colocar objetos con una precisi¨®n de pocas micras.

Fromherz ha creado empalmes entre un chip y una neurona hasta con 16 puntos de contacto. Entre las neuronas hay de dos tipos, que tienen diferentes funciones en la sanguijuela viva. Uno, que se enciendo? cuando la sanguijuela es ligeramente tocada, haciendo que se mueva, y el otro que se enciende cuando la sanguijuela es herida, haciendo que retroceda.

Pero la simple creaci¨®n de un enlace de comunicaci¨®n con una neurona no abre por s¨ª solo el camino a la fabricaci¨®n de miembros bi¨®nicos, dice el' cient¨ªfico, se?alando que el acoplamiento capacitivo o hiperpolarizaci¨®n, como ha llamado a su t¨¦cnica de laboratorio, no es el mecanismo por el. que se comunican1as c¨¦lulas vivas. Las neuronas transmiten sus mensajes a las neuronas vecinas mediante cambios qu¨ªmicos en sus correspondientes puntos de uni¨®n.

Uno de los obst¨¢culos para integrar un chip de silicio en un sistema nervioso vivo es mantener el contacto ¨ªntimo entre el chip y las neuronas. "Implantar un dispositivo as¨ª en tejido vivo plantear¨¢ muchos problemas que no plantean las neuronas limpias y aisladas en laboratorio", dice Fromherz.