Conoscendo lo stato delle cellule dei mammiferi, in particolare le cellule neurali, dipende dai progressi nelle interfacce basate sulla nanotecnologia. La nanotecnologia offre nuove possibilità tecniche per svelare le vie di connettività del sistema nervoso aggiungendo funzionalità su scala nanometrica per un'interfaccia più intima con i neuroni. A questo proposito, sono altamente desiderati microelettrodi non invasivi di progettazione migliorata e bassa impedenza. Finora sono stati proposti elettrodi flessibili, ma solo pochi combinano la flessibilità sia con la nanostruttura che con una bassa impedenza.

Un team di ricercatori coordinati dall'istituto IMDEA Nanociencia ha progettato elettrodi metallici sottili flessibili con nanotopografia che potrebbero essere una soluzione. La superficie dell'elettrodo proposta è nanostrutturata da array di nanofili metallici verticali per migliorare le prestazioni riducendo l'impedenza e interfacciando più intimamente i singoli neuroni rispetto agli elettrodi piatti convenzionali. Questi elettrodi possono essere facilmente integrati sulla superficie di interfacce neurali già esistenti per l'impianto cronico, riducendo al minimo il rischio di reazioni da corpo estraneo e incapsulamento gliale a lungo termine, e prolungando così la vita degli impianti medici.

Gli elettrodi potrebbero trovare applicazione nelle tecnologie per le malattie neurodegenerative. La maggior parte delle malattie neurali sono croniche o degenerative e producono disabilità cognitive e motorie molto importanti. Servono elettrodi con caratteristiche particolari per studiare il sistema neurale e per interagire con esso, nella ricerca di conoscenze e terapie. Lucas Perez, il coautore della pubblicazione e ricercatore presso IMDEA Nanociencia afferma:"Ciò che abbiamo sviluppato è un nuovo approccio per fabbricare elettrodi nanostrutturati, facile da fabbricare e integrare, che combinano tutte le proprietà attese per gli elettrodi neurali:flessibili, robusto, con bassa impedenza e ridotta invasività." María Concepción Serrano, co-autore e ricercatore presso ICMM-CSIC aggiunge:"Con un'architettura progettata a dimensioni più vicine a quelle dei componenti cellulari, questi elettrodi dimostrano buone risposte dalle cellule neurali, compresa l'applicazione di stimolazione elettrica, aprendo la strada a eventuali usi terapeutici per la stimolazione e/o la rigenerazione del tessuto neurale".

Le malattie neurali come la lesione del midollo spinale sarebbero un chiaro obiettivo per l'applicazione terapeutica di questi elettrodi. "Abbiamo bisogno di una migliore comprensione del nostro sistema neurale; abbiamo bisogno di strumenti per interagire, per parlare, con i neuroni e questo è quello che stiamo cercando. A breve termine, crediamo di poter migliorare le prestazioni degli elettrodi attualmente utilizzati in neurologia. In futuro, sogniamo, vorremmo sviluppare un bypass per le lesioni del midollo spinale, " Dice il dottor Pérez. Migliorare l'efficienza e la biocompatibilità degli elettrodi faciliterà ed estenderà il loro uso per il trattamento delle malattie neurali e per lo sviluppo di interfacce cervello-macchina.