Los científicos han creado células nerviosas artificiales a partir de hidrogel. En el futuro, estas células podrían usarse para reparar órganos dañados como los ojos.
Estar en el laboratorio por primera vez Células nerviosas artificiales hechas que son compatibles con los tejidos humanos. Esta técnica podría ser útil en el futuro para restaurar el corazón o los ojos después de una lesión.
El biólogo Hagan Bayley de la Universidad de Oxford y sus colegas idearon un material artificial que se comporta de manera similar a una neurona humana. Las neuronas, o células nerviosas, son las células de nuestro sistema nervioso. Son los bloques de construcción del cerebro. Usan señales eléctricas para transferir información a otras partes del sistema nervioso.
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Las neuronas artificiales están hechas de hidrogel. Tienen un diámetro de unos 0,7 milímetros. Eso es unas setecientas veces más ancho que una neurona humana, comparable a las extensiones de neuronas gigantes que se encuentran en los calamares. Las neuronas artificiales se pueden fabricar hasta 25 milímetros de largo. Eso es comparable a la longitud del nervio óptico humano que conecta el ojo con el cerebro.
Cuando iluminas la neurona artificial, se activan las proteínas que bombean iones de hidrógeno a la célula. Estas partículas cargadas positivamente luego se mueven a través de la neurona para transmitir una señal eléctrica. La velocidad de esta señal era demasiado alta para medirla y es probable que sea más alta que la velocidad en las neuronas naturales, dijo Bayley.
Cuando las partículas cargadas llegan al final de la neurona, provocan que una sustancia señal (trifosfato de adenosina o ATP) se mueva de una gota de agua a otra. En el futuro, los investigadores quieren permitir que la neurona artificial se comunique con otra neurona a través de una señal ATP, al igual que las neuronas de nuestro cerebro están conectadas entre sí.
Múltiples señales a la vez
El equipo tenía siete neuronas trabajando juntas como un nervio artificial. ‘Podemos enviar varias señales al mismo tiempo’, dice Bayley. Estas señales pueden tener diferentes frecuencias para que no interfieran entre sí. Esto permite que se envíen diferentes piezas de información a través del «sistema nervioso» a lo largo de la misma ruta, dice Bayley.
Las neuronas artificiales aún tienen un largo camino por recorrer. A diferencia de las neuronas reales, el sistema artificial no puede crear nuevos agentes de transferencia. Como resultado, las neuronas solo funcionan durante unas pocas horas, dice Bayley.
retinas artificiales
El físico Alain Nogaret de la Universidad de Bath en el Reino Unido dice que esta técnica podría desempeñar un papel importante en la mejora de los neuroimplantes como las retinas artificiales dentro de una década. «Imitar la actividad nerviosa en materiales blandos es un paso importante hacia interfaces cerebro-máquina no invasivas y soluciones para enfermedades neurodegenerativas».
Bayley espera usar eventualmente estas neuronas artificiales para administrar diferentes tipos de medicamentos en el cuerpo a la vez, a fin de tratar las heridas de manera más rápida y precisa. «Usando luz, podemos liberar partículas de drogas en un patrón deseado», dice.