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Crean una neurona artificial que reacciona a estímulos químicos

Los sistemas actuales utilizan señales eléctricas


Científicos suecos han desarrollado una neurona artificial que imita el funcionamiento de las humanas, recibiendo estímulos químicos que luego se transforman en eléctricos. Creado mediante bioelectrónica, el sistema podría sustituir a los actuales, que funcionan directamente mediante estímulos eléctricos.




Los científicos han diseñado neuronas que reaccionan a estímulos químicos. Fuente: Instituto Karolinska.
Los científicos han diseñado neuronas que reaccionan a estímulos químicos. Fuente: Instituto Karolinska.
Científicos del Instituto Karolinska de Solna (Suecia) han logrado construir una neurona completamente funcional utilizando bioelectrónica orgánica. Esta neurona artificial no contiene ninguna pieza viva, pero es capaz de imitar el funcionamiento de una célula nerviosa humana y comunicarse de la misma forma que nuestras propias neuronas.

Las neuronas están aisladas unas de otras y se comunican con la ayuda de señales químicas, comúnmente llamadas neurotransmisores. Dentro de una neurona, estas señales químicas se convierten en un potencial de acción eléctrico, que viaja a lo largo del axón de la neurona hasta que llega al final. En la sinapsis, la señal eléctrica se convierte en señales químicas que se liberan, y que a través de la difusión pueden retransmitir la señal a la siguiente célula nerviosa.

Hasta la fecha, la técnica principal para la estimulación neuronal en células humanas se basa en la estimulación eléctrica. Sin embargo, los científicos del Centro Médico Sueco de Nanociencia (SMNC) del Instituto Karolinska, en colaboración con colegas de la Universidad de Linköping, han creado ahora un dispositivo bioelectrónico orgánico que es capaz de recibir señales químicas, que posteriormente puede retransmitir a las células humanas.

"Nuestro neurona artificial está hecha de polímeros conductores y funciona como una neurona humana", dice la investigadora principal, Agneta Richter-Dahlfors, profesora de microbiología celular, en la nota de prensa del Instituto. "El componente de detección de la neurona artificial detecta un cambio en las señales químicas en un punto, y esto se traduce en una señal eléctrica. Esta señal eléctrica se traduce luego en la liberación del neurotransmisor acetilcolina en un segundo punto, cuyo efecto sobre las células humanas vivas puede ser controlado".

Trastornos neurológicos

El equipo de investigación confía en que su innovación mejore los tratamientos para los trastornos neurológicos que actualmente dependen de la estimulación eléctrica tradicional.

La nueva técnica hace que sea posible estimular las neuronas basándose en señales químicas específicas recibidas de diferentes partes del cuerpo. En el futuro, esto puede ayudar a los médicos a circunvalar las células nerviosas dañadas y restaurar la función neuronal.

"A continuación, nos gustaría miniaturizar este dispositivo para permitir su implantación en el cuerpo humano", dice Richer-Dahlfors. "Prevemos que en el futuro, añadiendo el concepto de comunicación inalámbrica, el biosensor pueda ser colocado en una parte del cuerpo, y disparar la liberación de neurotransmisores en lugares distantes. Usando quizás un control remoto, podría tener muchas aplicaciones".

Referencia bibliográfica:

Daniel T. Simon, Karin C. Larsson, David Nilsson, Gustav Burström, Dagmar Galter, Magnus Berggren, Agneta Richter-Dahlfors: An organic electronic biomimetic neuron enables auto-regulated neuromodulation. Biosensors & Bioelectronics (2015). DOI:10.1016/j.bios.2015.04.058.


Jueves, 25 de Junio 2015
Instituto Karolinska/T21
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