Flessibile, Gli scienziati della King Abdullah University of Science and Technology (KAUST) dell'Arabia Saudita hanno sviluppato una tecnologia di sensori a basso costo che porta a diagnosi e trattamenti migliori e più sicuri dei disturbi cerebrali.

La mappatura dell'attività elettrica del cervello è fondamentale per comprendere i disturbi neurologici, come la depressione e il morbo di Alzheimer. Attualmente, array multielettrodi, chiamati array Michigan o Utah, vengono utilizzati per monitorare l'attività cerebrale. Realizzato con strati di aghi di silicio conduttivo, questi dispositivi rigidi vengono inseriti attraverso il cuoio capelluto per monitorare la superficie del cervello. Gli aghi possono causare infiammazione dei tessuti e quindi devono essere rimossi entro un anno.

Muhammad Hussain e Aftab Hussain del KAUST Integrated Nanotechnology Laboratory e Integrated Disruptive Electronic Applications Laboratory volevano sviluppare un sensore morbido e flessibile che potesse essere posizionato sulla superficie del cervello all'interno dello spazio intracranico, fornendo un migliore contatto e riducendo il rischio di danni ai tessuti.

"I sensori richiedono l'elettronica associata per interfacciarsi con noi, e questi dispositivi elettronici dissipano il calore provocando un effetto bruciante nel cervello che può danneggiare permanentemente i tessuti, " spiega Muhammad Hussain. "La sfida è tenere l'elettronica lontana dal cervello".

Lavorando all'interno di questi parametri, hanno fabbricato un sensore realizzato con elettrodi d'oro racchiusi in un rivestimento polimerico con le loro connessioni orientate verticalmente, e, posizionando i connettori sopra il sensore e facendoli passare attraverso il supporto polimerico, un circuito integrato (IC) potrebbe essere collegato al lato opposto del dispositivo, isolandolo dalla superficie del cervello e prevenendo gli hotspot.

Lo spazio intracranico del cervello presenta un'area di soli 64 cm2 per mappare più di 80 miliardi di neuroni, quindi non solo è più sicuro impedire che l'elettronica entri in contatto con il cervello, massimizza anche il numero di neuroni che possono essere monitorati dall'array di sensori.

"Il sensore è in contatto con i tessuti molli del cervello, dove raccoglie dati di attività, e l'IC è posizionato sopra, con un materiale polimerico isolante morbido che li separa, consentendo la mappatura di un'area più ampia e una riduzione dell'effetto di riscaldamento, "dice Hussain.

Utilizzando tecnologie all'avanguardia, utilizzato per la fabbricazione di circuiti integrati, i ricercatori hanno sviluppato un metodo che potrebbe portare a sensori prodotti in serie più sicuri, hanno capacità di mappatura migliorate, e sono anche abbastanza robusti per una funzionalità di lunga durata.

"Attualmente stiamo collaborando con l'Harvard-MIT Medical Institute sull'utilizzo della tecnica per migliorare l'efficienza del sistema di interfaccia di mappatura, "dice Hussain.