Científicos crean una "placa de circuito neuronal" que reproduce el cableado del cerebro humano a escala

La nueva técnica integra microfluidos y moldes 3D para guiar axones y mantener la glía, permitiendo formar circuitos corticales humanos controlados, una herramienta clave para entender genes implicados en Alzheimer, ELA y otras enfermedades neurológicas.

Una "placa de circuito neurona" de bioingeniería, denominada BioConNet, permite a los científicos diseñar artificialmente un cableado similar al cerebro humano a escala: puede utilizarse para diseñar cualquier tipo de circuito. Fue desarrollada por un equipo del King's College London, en el Reino Unido, y sus características se resumen en un estudio publicado en Advanced Healthcare Materials.

Redes cerebrales con arquitecturas controladas

La plataforma combina cultivo de neuronas humanas derivadas de células madre, microfluidos y moldes 3D para guiar el crecimiento y la conexión de las células, lo que permite construir redes con arquitectura y composición controladas. Esta aproximación abre la puerta a experimentos con circuitos corticales reproducibles y programables, tanto para investigar la biología básica como para estudiar enfermedades neurodegenerativas.

De acuerdo a una nota de prensa, la iniciativa surgió de la necesidad de superar las limitaciones de modelos existentes, como por ejemplo organoides, que no siempre permiten controlar con precisión la conectividad entre poblaciones neuronales.

Para lograrlo, los investigadores emplearon dispositivos poliméricos con microcanales y topografías específicas, que actúan como guías durante el desarrollo: una vez formadas las conexiones, los moldes se retiran para dejar un circuito neuronal estable y accesible.

Organización independiente y un "banco de pruebas" para estudiar distintas enfermedades

Además, la inclusión de células gliales, que son el soporte del tejido cerebral, permitió reproducir mejor la relación celular del córtex y modificó las propiedades eléctricas de la red en cultivo. El diseño abierto de la plataforma facilita manipular la composición celular, dirigir la dirección de los axones y recuperar material neuronal para estudios genéticos a gran escala.

Esta accesibilidad convierte a BioConNet en un “banco de pruebas” para evaluar cómo variantes genéticas relacionadas con enfermedades neurodegenerativas alteran la formación y el mantenimiento de circuitos neuronales. Los autores subrayan que el sistema es escalable y programable, permitiendo tanto observaciones a nivel de una conexión como experimentos de circuito amplio.

"Una diferencia clave entre BioConNet y otras plataformas es que se trata de un sistema abierto, lo que significa que no hay canales ni barreras físicas desde arriba para confinar o mantener las neuronas en su lugar. Utilizando el dispositivo polimérico, guiamos las neuronas a ubicaciones específicas y les permitimos organizarse de forma independiente", concluyó en el comunicado Pacharaporn Suklai, autor principal del estudio.