Un equipo de investigadores de la Universidad de Correos y Telecomunicaciones de Nanjing, la Academia de Ciencias de China, la Universidad Tecnológica de Nanyang y la Agencia para la Ciencia, Tecnología e Investigación en Singapur desarrolló una neurona artificial que puede comunicarse utilizando el neurotransmisor dopamina. El estudio y sus posibles aplicaciones han sido publicados en la revista Nature Electronics.
Como señalan los investigadores, la mayoría de las interfaces máquina-cerebro se basan en señales eléctricas como medio de comunicación, y esas señales son generalmente unidireccionales. Las señales eléctricas generadas por el cerebro se leen e interpretan; las señales no se envían al cerebro. En este nuevo esfuerzo, los investigadores han dado un paso hacia la creación de una interfaz cerebro-máquina que pueda comunicarse en ambas direcciones y no se base en señales eléctricas. En cambio, está mediada químicamente.
El trabajo implicó construir una neurona artificial que pudiera detectar la presencia de dopamina y también producirla como mecanismo de respuesta. La neurona está hecha de grafeno (una sola hoja de átomos de carbono) y un electrodo de nanotubos de carbono (una sola hoja de átomos de carbono enrollados en un tubo). Luego agregaron un sensor capaz de detectar la presencia de dopamina y un dispositivo llamado memristor, que es capaz de liberar dopamina utilizando un hidrogel activado por calor, unido a otra parte de su neurona artificial.
Los investigadores probaron la capacidad de comunicación de su neurona artificial colocándola en una placa de Petri con algunas células cerebrales extraídas de una rata. Descubrieron que era capaz de detectar y responder a la dopamina creada y enviada por las células cerebrales de las ratas y también de producir algo propio, que luego producía una respuesta en las células cerebrales de las ratas. También descubrieron que podían activar una pequeña muestra de músculo de ratón enviando dopamina a un nervio ciático, que se usaba para mover una mano robótica.
Los investigadores señalan que el memristor puede programarse para generar y enviar diferentes cantidades de dopamina según la aplicación, tal como lo hacen las células cerebrales. Reconocen que su configuración es bastante voluminosa, lo que limitaría su uso como interfaz cerebro-máquina, pero tienen en cuenta que podría usarse en su forma actual en un dispositivo protésico.
Fuente: Nature Electronics.
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