Las enfermedades neurodegenerativas y las enfermedades cardíacas han sido durante mucho tiempo una causa importante de preocupación para innumerables pacientes y sus familias en todo el mundo. Las personas que padecen Alzheimer y otros trastornos neurodegenerativos, así como insuficiencia cardíaca, enfrentan desafíos insuperables que, en ocasiones, pueden ser imposibles de superar.
Sin embargo, ¡la esperanza podría estar en el horizonte!
Fuente de la imagen: University of Bath
Un equipo internacional de científicos, dirigido por una unidad de la Universidad de Bath en Inglaterra junto con otros colaboradores, ha inventado lo que se llama "chips cerebrales" diminutos. Se trata básicamente de células nerviosas artificiales, las primeras de su tipo en el mundo, en chips de silicio que ayudarán a combatir enfermedades crónicas como el Alzheimer, la insuficiencia cardíaca y otras enfermedades neurodegenerativas.
Los investigadores han explicado que estas neuronas artificiales podrían ayudar a reemplazar las neuronas que se han perdido por enfermedades degenerativas. Este es principalmente el caso de las personas que usan implantes médicos para tratar afecciones como la insuficiencia cardíaca y el Alzheimer.
El equipo modeló y obtuvo con éxito ecuaciones para explicar cómo responden las neuronas a los estímulos eléctricos de otros nervios. Este es un proceso complicado ya que las respuestas no son lineales. Luego pasaron a diseñar chips de silicio que imitaban con precisión neuronas vivas reales y respondían a una vasta serie de estimulaciones.
El equipo de investigación duplicó con precisión toda la dinámica de las neuronas del hipocampo y las neuronas respiratorias en ratas. Esto se realizó bajo una amplia gama de estímulos.
"Hasta ahora, las neuronas han sido como cajas negras, pero hemos logrado abrir la caja negra y mirar adentro", dijo a la prensa el líder de la investigación Alain Nogaret. "Nuestro trabajo es un cambio de paradigma porque proporciona un método robusto para reproducir las propiedades eléctricas de las neuronas reales con todo lujo de detalles", añadió.
Se dice que estas neuronas artificiales se comportarán como si fueran reales, lo que significa que replicarán lo que hacen las células nerviosas de forma natural. Las neuronas transportan las señales nerviosas del cerebro al resto del cuerpo. Las neuronas de las personas con demencia generalmente se deterioran o mueren. Ahí es donde estas neuronas artificiales podrían ayudar a reemplazar esas neuronas en descomposición y potencialmente curar o brindar algún alivio a esos pacientes.
Las neuronas artificiales tendrán la capacidad de reparar los biocircuitos infectados duplicando su función saludable y respondiendo a la retroalimentación biológica para revivir las funciones corporales.
Por ejemplo, en algunos casos de insuficiencia cardíaca, las neuronas del cerebro humano no responden a la retroalimentación del sistema nervioso. Por lo tanto, el corazón no recibe las señales adecuadas del sistema nervioso y no bombea como debería. La capacidad de las neuronas artificiales para replicar funciones saludables del circuito biológico ayudará a transferir la retroalimentación al sistema nervioso, en este caso, y responderá de una manera como cuando esta conexión entre el cerebro y el corazón era saludable.
Lo mismo se aplicará también en caso de una lesión de la médula espinal donde los procesos de las neuronas se han cortado, y las neuronas artificiales podrán reconectar las vías neurales en el lugar de la lesión.
Los investigadores ahora están trabajando en el desarrollo de marcapasos inteligentes que, con la ayuda de estas neuronas artificiales, ayudarán a que el corazón entre en acción. Básicamente, los marcapasos utilizarán las neuronas artificiales para reaccionar a la presión inmediata que se ejerce sobre el corazón.
En la actualidad, el enfoque de los investigadores está en la insuficiencia cardíaca, ya que creen que esta nueva tecnología ofrecerá mejoras significativas en la vida de los pacientes cardíacos.
"Más allá de la insuficiencia cardíaca, cualquier enfermedad neurodegenerativa o enfermedad de los canales iónicos se beneficiaría naturalmente de las neuronas artificiales. Las convulsiones, la enfermedad de Alzheimer, la enfermedad de Parkinson son enfermedades que vienen a la mente y donde se necesitan soluciones novedosas en la comunidad médica", agregaron.
Curiosamente, estos chips requieren solo 140 nanoWatts de potencia, eso es solo una milmillonésima parte de la potencia de un microprocesador, lo que los hace muy convenientes para los implantes.
¿El futuro?
Este podría ser un paso revolucionario en la ciencia moderna y los dispositivos médicos. También abre varios horizontes para las personas que padecen enfermedades neurológicas y, en particular, para las que han sufrido insuficiencia cardíaca. Esperamos que esto eventualmente ayude genuinamente a hacer la vida más fácil para los pacientes con ataque cardíaco y otras personas con enfermedades degenerativas.
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