Pila de cervells

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

• Teknologia
• Medikuntza

L'objectiu dels investigadors del MIT és la integració en el cervell i la creació d'una bateria amb capacitat per a dècades. La substitució d'aquesta mena d'ús actual es realitza en uns anys. Altres dispositius, com els implants coclears, utilitzen fonts d'electricitat externes per a funcionar.

El platí i la xarxa de nanotubos de carboni són els principals components de la pila de combustible creada pels investigadors del MIT. Està organitzat en capes i té forma de xips d'ordinador.

L'ànode fabricat amb platí està en el fons i el càtode exterior format per nanotubos de carboni en contacte amb el líquid cefaraquídeo. La major dificultat del sistema és que les piles s'extreuen del líquid cefardálico que conté la glucosa i l'oxigen, tots dos, i que els combustibles que han de reaccionar separadament en l'ànode i en el càtode, es transfereixin als llocs que els corresponen del fluid que barregen, sense que es produeixin altres reaccions en el camí i sense produir curtcircuits que deteriorin la pila.

El disseny utilitzat en aquest cas és una versió d'una proposta en els anys 70. El càtode exterior i l'ànode interior són separats per una membrana permeable selectiva (de nafion permeable a cations). La glucosa travessa la xarxa de nanotubos de carboni i la membrana fins a l'ànode, on s'oxida alliberant electrons. En el càtode exterior es redueix l'oxigen. Els electrons es dirigeixen des de l'ànode al càtode, tancant el circuit del corrent elèctric i mitjançant un gradient d'oxigen s'evita que l'oxigen entri en el seu interior i es produeixi un curtcircuit.

Els investigadors del MIT han demostrat el funcionament de la pila de combustible en un entorn que simula el líquid cefaraquídeo i han publicat els seus resultats en la revista PloS ONE. Així mateix, mitjançant simulacions per ordinador s'ha calculat que el consum de glucosa i oxigen de la pila no arriba a una quantitat i velocitat que puguin causar danys fisiològics en el cervell.

Possible esquema d'un sistema de producció d'energia a partir del líquid cefardídeo. Ed. Projecte Central Nervous System Visual Perspectives, Institut Karolinska i Universitat Stanford

Segons els investigadors del MIT, el líquid cefaraquídeo és un entorn ideal per a l'implant de piles de combustible: “A penes té cèl·lules, la vigilància immune és mínima, la concentració de proteïnes adhesives a la pila és cent vegades menor que en la sang o en altres teixits i el nivell de glucosa és equivalent”, expliquen en l'article.

De fet, el mes de març passat es va publicar en la revista Journal of the American Chemical Society un munt de sang. La pila va ser inserida en un caragol i se servia de la glucosa de la seva hemolinfo per a produir electricitat (equivalent a la sang humana). Segons els autors de l'estudi, era capaç de funcionar durant diversos mesos sense perjudicar el caragol. La pila d'investigadors del MIT encara no ha estat provada en éssers vius.