Desde 1755, la ciencia ha estado fascinada con la idea de crear implantes robóticos que funcionen con impulsos eléctricos. Películas como Robocop o Blade Runner son solo una pequeña muestra de cuánto la humanidad anhela tener un cuerpo lleno de cables y metal.
Por fortuna, esta fantasía biológica está a un paso de volverse realidad. Todo gracias a los investigadores de la Universidad de Freiburg en Alemania, quienes hallaron la forma de imitar a las neuronas fractales en nuestros ojos, para producir retinas biónicas.
Las neuronas fractales, un componente que no deberíamos olvidar
Las neuronas retinales, al igual que el resto de objetos en la naturaleza, crecen en patrones fractales. Es decir, repitiéndose las unas a las otras, hasta crear una macro estructura en la que sean imperceptibles.
Se dice que este patrón busca maximizar las capacidades cognitivas que posee una neurona, incorporándola a una red de comunicaciones compleja. Pero, independientemente de si esta es la razón, la realidad es que las neuronas fractales crean todas las estructuras en nuestros ojos: la retina, la córnea, la mácula biónica y los nervios ópticos.
Asimismo, parecen ser las únicas capaces de regenerar los tejidos dañados en estas estructuras, para evitar la pérdida de visión prematura. Por tanto, es fundamental tomarlas en cuenta al momento de desarrollar un implante.
No obstante, el único estudio científico que ha reconocido la necesidad de “imitar” estas neuronas, para desarrollar implantes de córnea, es el de la Universidad de Freiburg.
Los ratones son los primeros en probar los ojos biónicos
Este equipo de científicos estudió durante tres años la formación de neuronas fractales en los ojos de los ratones, para determinar el tipo de “cableado biónico” que necesitarían.
Para ello, fabricaron 126 chips diferentes con nanotubos. Algunos dispuestos en líneas paralelas, como los que habitualmente se comercializan. Otros horizontales y lisos como una H, y así hasta llegar a unos texturizados con neuronas fractales.
Al probarlos en las retinas de los ratones se dieron cuenta que los implantes de electrones más útiles eran los texturizados, ya que atraían a las células gliales en la retina. Estructuras necesarias para inducir la regeneración de los tejidos.
“Hemos logrado conectar los nanotubos biónicos a la Glía, el sistema de soporte vital de las terminaciones nerviosas. Lo que significa que los ratones ahora pueden interactuar con el cerebro y regenerar tejidos en la córnea y el tejido macular”.
María Asplund, neurocientífica en la Universidad de Freiburg
De igual forma, los científicos observaron cómo el resto de neuronas oculares crecían alrededor de este chip hasta incorporarlo a la red nerviosa del ratón. Algo nunca antes visto para la ciencia, y que rompe definitivamente la brecha de rechazo que existía hacia los implantes biónicos.
La tecnología biónica que conocemos contra la que ahora se abre camino con las neuronas fractales
La mayoría de implantes de córnea actuales han optado por utilizar dispositivos electrónicos en la retina, en lugar de células fractales. Esto debido a que las neuronas interactúan con el oído, el cerebro y las extremidades en formas muy difíciles de imitar.
Para enviar señales al cerebro o al ojo con éxito, un electrodo debe poder conectarse a una red de neuronas existentes, con forma de rama de árbol. Científicamente, es imposible crear un chip tan delgado como una neurona fractal, por lo que es inviable crear un ojo biónico siguiendo esta línea de desarrollo.
Es por ello que los investigadores de la Universidad de Freiburg sugieren optar por un camino más “natural”, utilizando las células retinales en los extremos del chip para favorecer la conexión.
“Cuando dos objetos tienen características muy similares, tendrán más tendencia a interactuar en comparación con los objetos que tienen características completamente diferentes. Ese es nuestro objetivo”.
María Asplund
Su trabajo todavía no ha superado la fase de ensayo en animales. Pero, es posible que dentro de unos tres o cuatro años reporte un nuevo dispositivo bioinspirado en los patrones fractales, que pueda ser usados para crear ojos “naturalmente” biónicos. O incluso, otras estructuras nerviosas que se han dañado a causa de enfermedades como el Parkinson o la esclerosis. Habrá que esperar para verlo.
Referencias:
Fractal Neuron Growth could lead to Bionic Eyes https://www.futurity.org/bionic-eye-fractal-neurons-2723572/?utm_source=rss&utm_medium=rss&utm_campaign=bionic-eye-fractal-neurons-2723572
Controlled assembly of retinal cells on fractal electrodes https://doi.org/10.1371/journal.pone.0265685