Un grupo de investigadores del Reino unido, Suiza y Nueva Zelanda, desarrollaron las primeras neuronas artificiales en un chip de silicio, dando el primer paso para curar enfermedades crónicas como la insuficiencia cardiaca, Alzheimer y otras enfermedades.

“Al configurar canales iónicos individuales de neuronas de estado sólido, con parámetros estimados a partir de la asimilación a gran escala de registros electrofisiológicos, transferimos con éxito la dinámica completa de las neuronas hipocampales y respiratorias en silicio” como se explica en la revista nature communications.

El estudio demostró que las neuronas en estado sólido responden de forma casi idéntica, hasta un 96.4%, a las neuronas biológicas.

El avance se produjo cuando los investigadores descubrieron que podían modelar neuronas vivas en un programa de ordenador y luego recrear sus patrones sinápticos en un chip de silicio.

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¿Cuáles fueron los resultados obtenidos?

El estudio indica que las neuronas de estado sólido (SSN, en inglés) tienen una forma similar al modelo Hodgkin-Huxley, pero derivan de un circuito analógico con transistores operados en el dominio de inversión débil (o sub-umbral), que son más relevantes para la fabricación de bioimplantes de baja potencia.  

Se construyeron tres canales que incorporan el sodio transitorio, el potasio no inactivador y los canales de fuga (NaKL) y se determinó que predicen los tiempos de pico del modelo HH con una precisión del 96.4%.

Finalmente se construyó un modelo de silicio de seis canales que modelan fielmente las neuronas respiratorias y del hipocampo  CA1, una región crucial para la memoria y el aprendizaje, con una precisión de 94-97%.

 Primeras neuronas artificiales

Nuestras neuronas sólo necesitan 140 nanovatios de potencia. Eso es una milmillonésima parte del requerimiento de energía de un microprocesador, que otros intentos de hacer neuronas sintéticas han usado.

Esto hace que las neuronas sean adecuadas para los implantes bioelectrónicos para el tratamiento de enfermedades crónicas”, ha declarado el profesor Alain Nogaret, de la Universidad de Bath

El resultado abre un camino de nuevas oportunidades

También se apunta que, gracias a este chip, estarían en posición de remplazar conexiones neuronales dañadas por enfermedades neurodegenerativas como el Alzheimer.

También nuevos escenarios como la posibilidad de crear nuevos tipos de marcapasos que serian capaces de comunicarse con un neuronas especificas en el cerebro donde son responsables las funciones cardíacas.

Finalmente, la medicina bioelectrónica está impulsando la necesidad de microcircuitos neuromórficos que integren estímulos nerviosos sin procesar, y respondan de manera idéntica a las neuronas. Sin embargo, diseñar tales circuitos sigue siendo un desafío.

Según la Organización Mundial de la Salud (OMS) 420.000 personas fallecen al año por alimentos insalubres que contienen bacterias, virus, parásitos o sustancias químicas perjudiciales para la salud.

Del mismo modo, a través de un comunicado de prensa se informó que 600 millones de personas se enferman después de consumir alimentos contaminados, esta cifra corresponde casi a 1 de cada 10 personas en el mundo. De este consumo se derivan más de 200 tipos de enfermedades.

¿Quiénes son los más afectados?

Los niños menores de 5 años son quienes más padecen de enfermedades relacionadas con el consumo de alimentos insalubres, llegando al 40% de este grupo de edad en el mundo.

Por tanto, después de 10 años se reunieron autoridades y expertos responsables de la inocuidad de los alimentos procedentes de 135 países para determinar la implementación de medidas que busquen salvaguardar la salud de las personas y proteger las economías nacionales y mundiales de los crecientes efectos de los padecimientos y enfermedades de trasmisión alimentaria.

Brotes de enfermedades

Una de las crisis por enfermedades alimentarias más graves se presentó en 2018 cuando un brote de listeriosis en Sudáfrica, intoxicó a un aproximado de 1000 personas y más de 200 murieron. Así sucedió también a principios de este año en España donde el mismo brote hizo enfermar a más de 200 personas, tres de las cuales murieron.

En el resto de Europa se presentaron 47 casos sin ninguna víctima mortal. La enfermedad se asoció a la producción de hortalizas congeladas.

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Factores que influyen

En una reunión entre la OMS y la FAO llevada a cabo entre el 9 y el 11 de diciembre se conversaron diferentes factores que pueden afectar la salubridad y calidad de los alimentos produciendo enfermedades entre los que se destacaron está el fraude alimentario, es decir, la producción y venta de alimentos con etiquetado falso o fraudulento.

A esto se une el boom de la compra de alimentos por internet, que no permiten verificar la calidad de los mismos, aumentando el riesgo de consumir alimentos insalubres o contaminados.

Tecnología para la detección

Cabe resaltar, que la tecnología jugara un papel sumamente importante en la detección de los brotes de enfermedades alimentarias que suelen aparecer repentinamente.

La OMS pretende implementar la secuenciación completa del genoma donde se determina la secuencia completa del ADN del organismo contaminante. Esto permite incrementar la posibilidad de diferenciar entre los casos de enfermedad de transmisión alimentaria debidos a un brote y los casos esporádicos que no tienen conexión.

En la temporada decembrina se aumenta el pico de consumo de alimentos procesados, cárnicos, aunque también de frutas y verduras, lo que hace importante detectar pronto los productos potencialmente peligrosos.