22/08/24Abstracto
La estimulación eléctrica mediante microelectrodos invasivos se utiliza comúnmente para tratar una amplia gama de afecciones neurológicas y psiquiátricas. A pesar de su notable éxito, el rendimiento de la estimulación no es sostenible, ya que los electrodos se encapsulan por gliosis debido a reacciones a cuerpos extraños. La estimulación magnética supera estas limitaciones al eliminar la necesidad de contacto entre el metal y el electrodo. En este estudio, demostramos un novedoso inductor solenoide microfabricado (80 µm × 40 µm) con un núcleo magnético que puede activar el tejido neuronal.
La estimulación micromagnética implantable (µMS) presenta varias ventajas sobre la estimulación con electrodos. Las mejoras en la tecnología de nanofabricación han permitido crear solenoides ultrapequeños con núcleos magnéticos que pueden generar campos magnéticos más amplios, estando completamente encapsulados en un recubrimiento biocompatible. Un nuevo solenoide microfabricado activó con éxito el tejido neuronal y, por lo tanto, presenta potencial como una alternativa viable a las herramientas actuales de interfaz neuronal para aplicaciones clínicas y de neurociencia básica, aunque se requiere mayor investigación.
Fig. a La configuración utilizada para medir la densidad de flujo magnético emitido por el nuevo microsolenoide utilizando un sistema personalizado basado en un sensor de diamante NV. b La ventana de escaneo se muestra utilizada en la configuración (a). c La configuración utilizó una prueba de concepto de µMS utilizando los micro/macrosolenoides en cortes cerebrales agudos.
Fig. Micrografía de epifluorescencia de un corte cerebral de ratones transgénicos Thy1-GCaMP6s que muestra el cambio en la fluorescencia en respuesta a µMS al usar un macrosolenoide (arriba) y un microsolenoide (abajo).
Análisis de la tecnología de imágenes
ElDhyana 400BSISe utilizó una cámara para observar imágenes microscópicas de radiofluorescencia de cortes cerebrales de ratones transgénicos. Presenta buen contraste y sensibilidad, proporciona una excelente eficiencia cuántica y bajo ruido en longitudes de onda UV. El modo de alto rango dinámico de 16 bits permite obtener imágenes de campo claro y fluorescencia incluso con una señal de fluorescencia muy baja. Los cambios de radiación de los solenoides de diferentes tamaños en cortes cerebrales de ratón se pueden observar intuitivamente en la imagen, lo que permite determinar preliminarmente la viabilidad del sistema. Bobinas submilimétricas y milimétricas convierten la corriente aplicada en flujo magnético, que induce un gradiente de campo eléctrico lo suficientemente intenso como para mover iones y empujarlos para detectar (o suprimir) la respuesta neuronal.
Fuente de referencia：
1. Khalifa, A., Zaeimbashi, M., Zhou, TX et al. Desarrollo de solenoides microfabricados con núcleos magnéticos para estimulación neuronal micromagnética. Microsyst Nanoeng 7, 91 (2021). https://doi.org/10.1038/s41378-021-00320-8
