Sono necessari dispositivi neurotecnologici complessi per selezionare e influenzare direttamente le onde cerebrali all'interno del cranio. Sebbene sia diventato relativamente facile implementare i dispositivi, i ricercatori devono ancora affrontare sfide quando cercano di farli funzionare correttamente negli organismi viventi nel tempo. Ma questo potrebbe cambiare ora, grazie a un nuovo metodo di Friburgo.

Un team di ricerca è stato in grado di creare una microsonda che cresce nel tessuto neurale senza infiammazione e con l'aiuto di un rivestimento medicinale. Anche dopo dodici settimane è ancora in grado di fornire segnali forti. Ora che tali impianti non devono più essere sostituiti così spesso, sono in grado di aprire le porte a diagnosi migliori rendendo la vita più facile ai malati cronici, come i malati di Parkinson che devono essere trattati con metodi di stimolazione cerebrale. Lo studio è apparso sulla rivista Biomateriali e si basa sulle precedenti ricerche del gruppo sulle plastiche conduttive e assorbenti.

L'ingegnere di microsistemi Christian Böhler del gruppo di ricerca junior della dott.ssa Maria Asplund nel Cluster of Excellence BrainLinks-BrainTools, Prof. Dott. Thomas Stieglitz, cattedra di microtecnologia biomedica presso l'Institute for Microsystem Technology e Prof. Dr. Ulrich G. Hofmann, alla ricerca hanno partecipato la sezione per i sistemi neuroelettronici del Dipartimento di Neurologia dell'Ospedale Universitario di Friburgo. "Dopo un po, il sistema immunitario tende a trattare la maggior parte degli impianti neurali bidirezionali - cioè, quelli che vengono impiantati per misurare e stimolare contemporaneamente - come un oggetto estraneo. Questo è il motivo per cui la loro funzionalità diventa così limitata. Dopo alcune settimane non emettono quasi nessun segnale, " afferma Böhler. Il gruppo di ricerca junior ha dimostrato che le microsonde flessibili realizzate con le cosiddette poliimmidi offrono vantaggi distinti rispetto agli impianti in silicio, ad esempio. "Allo stesso tempo, possono insorgere reazioni infiammatorie che rendono inutilizzabili gli elettrodi o che alla fine portano alla rimozione dell'impianto, " aggiunge Asplund. Nel loro studio, i ricercatori mostrano che, basato su un modello animale, questi effetti collaterali possono essere ritardati più a lungo utilizzando uno speciale rivestimento sugli elettrodi posizionati sull'impianto in poliimmide.

Il rivestimento degli elettrodi è costituito dal polimero PEDOT che assorbe la medicina e, quando si applica una tensione negativa, lo rilascia di nuovo - in questo caso, il composto antinfiammatorio desametasone. "In questo modo, possiamo versare il medicinale direttamente intorno all'impianto, regolare il dosaggio e determinare il tempo in cui viene somministrato, " spiega Böhler. Rispetto ai metodi tradizionali per la somministrazione dei farmaci, può essere utilizzato un dosaggio molto più basso. Consente inoltre di limitare gli effetti a un'area specifica. In quel modo, gli effetti collaterali indesiderati del medicinale possono essere ridotti. Già all'inizio del 2016 il team ha dimostrato che PEDOT ha caratteristiche ideali come vettore di farmaci.

"Siamo in grado di rafforzare la natura superiore delle microsonde flessibili rispetto ad altri progetti con il nostro studio, " Asplund riassume. L'impianto della tecnologia dei microsistemi di Friburgo tiene insieme anche più a lungo:"Siamo sulla soglia di una svolta in una nuova generazione di interfacce neuronali. Possiamo finalmente costruire microsonde con una durata di conservazione più lunga attraverso il nostro metodo di rivestimento." Di questo Böhler è certo. Molte altre strade promettenti per trattamenti a lungo termine con, ad esempio, la stimolazione cerebrale profonda può essere esplorata con questo sistema. Pazienti il ​​cui sistema nervoso richiede non solo una stimolazione regolare ma anche misurazioni e monitoraggio ravvicinati, come quelli con Parkinson o epilessia e persone con disturbi ossessivo-compulsivi o depressione grave.