Pila de cerebros

2012/06/25 Carton Virto, Eider - Elhuyar Zientzia Iturria: Elhuyar aldizkaria

• Teknologia
• Medikuntza

O obxectivo dos investigadores do MIT é a integración no cerebro e a creación dunha batería con capacidade paira décadas. A substitución deste tipo de uso actual realízase nuns anos. Outros dispositivos, como os implantes cocleares, utilizan fontes de electricidade externas paira funcionar.

O platino e a rede de nanotubos de carbono son os principais compoñentes da pila de combustible creada polos investigadores do MIT. Está organizado en capas e ten forma de chips de computador.

O ánodo fabricado con platino está no fondo e o cátodo exterior formado por nanotubos de carbono en contacto co líquido cefaraquídeo. A maior dificultade do sistema é que as pilas se extraen do líquido cefardálico que contén a glicosa e o osíxeno, ambos, e que os combustibles que teñen que reaccionar separadamente no ánodo e no cátodo, transfíranse aos lugares que lles corresponden do fluído que mesturan, sen que se produzan outras reaccións no camiño e sen producir curtocircuítos que deterioren a pila.

O deseño utilizado neste caso é una versión dunha proposta nos anos 70. O cátodo exterior e o ánodo interior son separados por unha membrana permeable selectiva (de nafion permeable a cationes). A glicosa atravesa a rede de nanotubos de carbono e a membrana até o ánodo, onde se oxida liberando electróns. No cátodo exterior redúcese o osíxeno. Os electróns diríxense desde o ánodo ao cátodo, pechando o circuíto da corrente eléctrica e mediante un gradiente de osíxeno evítase que o osíxeno entre no seu interior e prodúzase un curtocircuíto.

Os investigadores do MIT demostraron o funcionamento da pila de combustible nunha contorna que simula o líquido cefaraquídeo e publicaron os seus resultados na revista PloS ONE. Así mesmo, mediante simulacións por computador calculouse que o consumo de glicosa e osíxeno da pila non chega a unha cantidade e velocidade que poidan causar danos fisiológicos no cerebro.

Posible esquema dun sistema de produción de enerxía a partir do líquido cefardídeo. Ed. Proxecto Central Nervous System Visual Perspectives, Instituto Karolinska e Universidade Stanford

Segundo os investigadores do MIT, o líquido cefaraquídeo é unha contorna ideal paira o implante de pilas de combustible: “Apenas ten células, a vixilancia inmune é mínima, a concentración de proteínas adhesivas á pila é cen veces menor que no sangue ou noutros tecidos e o nivel de glicosa é equivalente”, explican no artigo.

De feito, o pasado mes de marzo publicouse na revista Journal of the American Chemical Society unha chea de sangue. A pila foi inserida nun caracol e servíase da glicosa da súa hemolinfo para producir electricidade (equivalente ao sangue humano). Segundo os autores do estudo, era capaz de funcionar durante varios meses sen prexudicar ao caracol. A pila de investigadores do MIT aínda non foi probada en seres vivos.