La pata delantera dio la orden a la trasera: científicos conectaron implantes a través del cuerpo de una rata

Convirtieron al organismo en una línea de comunicación entre dispositivos médicos: las señales de sensores portátiles atravesaron los tejidos e hicieron que los implantes controlaran el movimiento de las extremidades. Ingenieros de Georgia Tech describieron el sistema el 24 de septiembre en Science. En lugar de Bluetooth o NFC, usa la conductividad de los tejidos y transmite breves pulsos eléctricos entre dispositivos.

El módulo portátil crea un campo eléctrico de corta duración que se propaga por el cuerpo. El implante responde solo cuando los parámetros del pulso coinciden con la configuración de su circuito de transistores. Este enfoque permite dirigir distintos dispositivos sin un enlace de radio independiente ni antenas grandes, y dejar el procesamiento principal de datos al módulo externo.

La principal ventaja del esquema está relacionada con el consumo de energía y el tamaño. Los implantes casi no consumen energía mientras esperan una orden, por lo que los componentes de comunicación pueden reducirse hasta tamaños aptos para introducirse con una aguja. Los autores también obtuvieron un aumento de más de diez veces en la zona de comunicación en los tejidos en comparación con Bluetooth, que pierde señal de manera notable dentro del organismo.

Probaron el sistema en ratas. Fijaron sensores de movimiento en las extremidades delanteras y conectaron neuroestimuladores a los nervios ciáticos de las patas traseras. Cuando el animal movía la pata delantera, el módulo portátil transmitía un pulso a través de los tejidos, tras lo cual el implante correspondiente estimulaba el nervio y provocaba la contracción de los músculos de la pata trasera correspondiente. Así, el equipo pudo controlar por separado ambas patas.

El experimento no demostró la restauración de la función nerviosa natural, sino la posibilidad de conectar sensores remotos y actuadores en una misma red. El sistema también activó electrónica bajo la piel, en la cavidad abdominal y en el tracto gastrointestinal. Neurointerfaces similares ya se habían conectado directamente a un nervio vivo, y la nueva arquitectura permite prescindir de un canal de radio independiente para cada implante.

La capacidad de transmisión sigue siendo limitada. La arquitectura está diseñada ante todo para comandos simples y eventos poco frecuentes, por ejemplo la señal de «encender» o «apagar», y no para la transmisión de grandes flujos de datos. Los cálculos más complejos los realiza el nodo portátil externo. Los desarrolladores calculan que un pequeño módulo actuador, con una activación al día, podría funcionar aproximadamente un año.

Aún queda camino para su aplicación en humanos. Todavía no se han realizado ensayos clínicos, y el principio de funcionamiento se confirmó en animales de laboratorio y muestras de tejido. Los pequeños pulsos eléctricos no dañaron los tejidos estudiados; sin embargo, se requieren pruebas adicionales para comprobar la seguridad a largo plazo y la estabilidad de la comunicación. En perspectiva, esa red podría integrar sensores, neuroestimuladores y sistemas de administración de fármacos.