Sensors de grafè per al cervell, aplicacions biomèdiques i noves interfícies cervell-màquina

Una investigació bàsica, en la qual participen investigadors de l’ICN2, del Centre Nacional de Microelectrònica del CSIC i del CIBER-BBN, i de l’IDIBAPS, orientada a generar innovadores aplicacions en humans en el context del projecte grafè Flagship, es mostra al Mobile World Congress.

Imatge de l'animació sobre el projecte. Els sensors electrònics de grafè per al cervell són possibles gràcies a la col·laboració interdisciplinària entre els grups de recerca liderats pel Dr. Jose Antonio Garrido, Professor ICREA de l'Institut Català de Nanociència i Nanotecnologia (ICN2), la Dra. Rosa Vila, investigadora CSIC del Centre Nacional de Microelectrònica (CNM-IMB-CSIC) i del CIBER-BBN, i la Dra. Maria Victòria Sánchez Vives, Professora ICREA de l'Institut d'Investigacions Biomèdiques August Pi i Sunyer (IDIBAPS).

La investigació bàsica encapçalada per aquests científics està orientada a generar innovadores aplicacions en humans en el context del projecte internacional Grephene Flagship, en el qual participen aquests equips. Aquest projecte està present al Mobile World Congress, al Pavelló del Grafè (Graphene Pavilion), coordinat per l'ICFO - Institut de Ciències Fotòniques, en col·laboració amb el Graphene Flagship.

Els dispositius consisteixen en matrius de microsensors de grafè (d'aproximadament 10 x 10 micròmetres) muntades en substrats de polímers flexibles que s'adapten a la morfologia de la superfície cerebral. Cada sensor, en una configuració anomenada de transistor, detecta petitíssims canvis de l'activitat elèctrica al seu voltant. Així, l'activitat elèctrica generada per les neurones és detectada com un petit canvi en la conductivitat del sensor de grafè.

Aquests dispositius ja estan sent utilitzats en la investigació de la son i l'epilèpsia en models animals. El sensor de grafè implantat en la superfície cerebral permet el registre simultani de l'activitat elèctrica en diferents regions del còrtex. Els resultats obtinguts serà molt importants per al desenvolupament dels implants humans. La detecció precoç d'una crisi epilèptica seria possible en pacients epilèptics que portessin aquests sensors. El dispositiu implantat al còrtex alertaria al pacient, per exemple, enviant un senyal d'alarma a un dispositiu mòbil extern.

A més, el dispositiu també podria alertar a un centre mèdic o ambulància i reduir els efectes de la crisi iniciant una resposta terapèutica. La tecnologia dels sensors flexibles de grafè pot ser utilitzada en altres aplicacions biomèdiques en les quals sigui necessari obtenir informació rellevant del còrtex cerebral, com neuropròtesi per comunicació verbal o per controlar extremitats artificials.

La tecnologia desenvolupada utilitzant sensors flexibles de grafè donarà pas també a futures interfícies cervell-màquina.

Animació a Youtube sobre els sensors electrònics de grafè per al cervell