Los nervios artificiales devolverán la vida a un cuerpo inmóvil: una nueva era en el tratamiento de la parálisis

Científicos de todo el mundo se esfuerzan por recrear el funcionamiento de los sistemas biológicos del cuerpo humano en dispositivos artificiales. Una de las tareas más complejas sigue siendo la imitación del sistema nervioso, que exige una reproducción precisa de numerosos procesos delicados. Un grupo de especialistas de la Universidad de Transporte de Xi'an y de la Universidad Técnica de Múnich ha logrado un notable progreso en esta área: han desarrollado nervios artificiales que no solo actúan con la misma rapidez que los reales, sino que también interactúan con éxito con tejidos vivos.

El problema clave seguía siendo la incapacidad de los desarrollos anteriores para funcionar a frecuencias biológicas naturales. El equipo internacional logró encontrar una solución utilizando transistores electroquímicos orgánicos, creados mediante una metodología única. La base de la construcción es una arquitectura vertical de los componentes: se aplican secuencialmente sobre una base preparada, formando una composición multinivel.

La organización binaria continua con mezcla en gradiente de los elementos permitió mejorar simultáneamente tres parámetros fundamentales: el movimiento de iones dentro del mecanismo, la conductividad electrónica entre niveles y el tiempo de retención de la carga. En modelos anteriores, la optimización de una de estas características inevitablemente deterioraba los demás indicadores.

La respuesta al impulso recibido toma 27 microsegundos, lo mismo que su análogo natural. La memoria del dispositivo funciona a una frecuencia de 100 kilohertz, absorbiendo y almacenando los datos obtenidos de forma instantánea. El nervio electrónico puede mantenerse operativo durante largo tiempo sin pérdida de información, lo que garantiza la fiabilidad de todo el sistema.

Para lograr la máxima similitud con el modelo natural, los ingenieros conectaron transistores de tipo n y tipo p en vertical. La estructura resultante, al igual que las neuronas reales, capta señales de diferente intensidad, las analiza y conserva los resultados incluso a frecuencias pico.

El funcionamiento estable se basa en un principio especial de distribución de partículas cargadas. Gracias a él, el mecanismo mantiene su eficacia bajo cualquier carga y con frecuentes cambios de modo de funcionamiento.

Ratones de laboratorio con vías nerviosas dañadas fueron los primeros en probar la nueva tecnología. Los tejidos vivos aceptaron los implantes sin el menor signo de rechazo. Lo más sorprendente fue que los componentes electrónicos no solo se integraron, sino que comenzaron a funcionar junto con el sistema biológico del cuerpo, participando con éxito en la formación de reflejos condicionados.

Los creadores de la tecnología la consideran una salvación para los pacientes con graves problemas neurológicos. Los médicos podrán restaurar áreas dañadas de las fibras nerviosas periféricas. Y lo más importante: los implantes podrán funcionar durante muchos años sin causar efectos secundarios.

El desarrollo servirá como base para una nueva generación de prótesis biónicas. Gracias al procesamiento instantáneo de señales, estas extremidades podrán controlarse con el pensamiento, directamente a través de impulsos cerebrales. Las personas con movilidad reducida podrán volver a llevar una vida activa.

Sin embargo, antes de su implementación en la práctica clínica, será necesario verificar cuidadosamente su seguridad. Es fundamental que los investigadores comprendan cómo se comportan los componentes electrónicos en contacto prolongado con diferentes tipos de tejidos y en diversas condiciones fisiológicas.

También se planea trabajar en sistemas de comunicación para pacientes completamente inmovilizados. Sus comandos mentales se transformarán en señales para controlar dispositivos electrónicos. Esto dará a los pacientes con discapacidades motoras graves la posibilidad de utilizar por sí mismos computadoras y electrodomésticos.

Para que el invento esté disponible en los hospitales, los científicos deberán establecer una producción en masa de los componentes. Al mismo tiempo, es importante conservar todas las ventajas de los modelos de laboratorio: rapidez de respuesta, precisión en la transmisión de señales y estabilidad operativa. El coste también deberá mantenerse dentro de límites razonables para las instituciones médicas. Pero por ahora, estos son asuntos secundarios.