La neurostimolazione reattiva sta è un campo della scienza che sta diventando sempre più efficace per analizzare la funzione dei circuiti neurali e per il trattamento dei disturbi neuropsichiatrici, come l’epilessia e il morbo di Parkinson. Ma gli attuali approcci alla progettazione di un sistema neuroelettrico impiantabile e biocompatibile sono limitati per svariati motivi: la loro risoluzione non è abbastanza elevata e la maggior parte richiede mezzi grandi e voluminosi che rendono difficile l’impianto senza andare incontro a complicanze.
Per risolvere ciò, un team di esperti di ingegneria elettrica ha escogitato un nuovo approccio che mostra una grande promessa di migliorare tali dispositivi. I ricercatori hanno orchestrato i loro dispositivi per creare circuiti impiantabili ad alte prestazioni che consentono la lettura e la manipolazione dei circuiti cerebrali. Il loro sistema multiplex-then-amplify (MTA) richiede un solo amplificatore per multiplexer, a differenza degli approcci attuali che richiedono un numero uguale di amplificatori rispetto al numero di canali.
Il nuovo efficace sistema neuroelettrico
Per registrare, rilevare e localizzare le scariche epilettiche, gli scienziati devono registrare l’attività cerebrale in più luoghi con un’elevata risoluzione temporale. Ciò richiede un dispositivo e un circuito di acquisizione ad alta velocità di campionamento. I circuiti convenzionali richiedono un numero uguale di circuiti di amplificazione quanto il numero di canali prima di poter combinare questi segnali in un flusso di dati utilizzando il multiplexing. Ciò aumenta la dimensione dei circuiti linearmente con il numero di canali.
Per registrare l’attività cerebrale, hanno pensato di posizionare il multiplexer davanti, piuttosto che dopo l’amplificatore, un approccio finora mai tentato. Con questa nuova idea in mente, il team ha costruito il dispositivo MTA e poi ha confermato la sua funzionalità sviluppando un sistema integrato completamente impiantabile e reattivo in grado di acquisire, in tempo reale, potenziali di azione neurale individuali utilizzando elettrodi a base polimerica conduttivi conformabili. Può farlo con una stimolazione arbitraria della forma d’onda a bassa latenza e l’archiviazione locale dei dati, il tutto senza creare nessun particolare ingombro fisico.
