Impulsan en BC proyecto de óptica biomédica que estudia el cerebro

Investigadores del Centro de Investigación Científica y Estudios Superiores de Ensenada (CICESE) y la Universidad de California Riverside (UCR) colaboran en un proyecto de óptica biomédica que posibilitaría tratamientos dirigidos con láser, mediante un implante craneal como una "ventana al cerebro".

El investigador Guillermo Aguilar afirmó que el proyecto inició con la creación de un material cerámico biocompatible, zirconia estabilizada con yttria (YSZ, por sus siglas en inglés), usado en coronas dentales, pero modificado para ser transparente.

Este material, dijo, fue creado por el equipo Javier Garay, adscrito a la UCR y cuya aplicación biomédica desarrollada creó, literalmente, una "ventana al cerebro", al usar el material en implantes craneales para observar directamente el tejido cerebral.

Es utilizable, resaltó "cuando existe un trauma o accidente donde el paciente pierde parte del cráneo y hay que reconstruir, o en cirugías para remover tumores cancerígenos en el cerebro".

Existe la posibilidad, indicó, de que al menos parte de ese cráneo reconstruido esté hecho de este material, "de tal manera que exista esta ventana óptica para visualizar lo que está sucediendo con el tejido interno a largo plazo".

El material es 10 veces más resistente que el vidrio, y su potencial es tal que pudiese aplicarse en escenarios que van desde terapia en casos de inflamación cerebral o desórdenes neurológicos, hasta estudiar el diagnóstico y progreso de tumores cancerígenos.

Los investigadores de la UCR realizaron el primer estudio en un animal pequeño para demostrar la viabilidad de este concepto de estos implantes transparentes.

Esto les permitió visualizar las estructuras del cerebro de un ratón "que no podríamos ver a través de cráneo natural, aunque aún hay que dedicar mucho tiempo de investigación para que esto pudiese resultar en una aplicación en seres humanos".

No obstante, el trabajo abre puerta para proyectos de ciencia básica y aplicada, en particular para el campo de la óptica aplicada a biomedicina, que es una de las líneas de investigación, anotó Santiago Camacho López.

Camacho López, investigador del Laboratorio de Láseres de Pulsos Ultracortos y procesamiento de Materiales, es actualmente Jefe del Departamento de Óptica del CICESE.

Resaltó que Camacho López contribuye en el proyecto con sus conocimientos sobre procesamiento de materiales con láseres de pulsos ultracortos y sus conocimientos en el campo de la óptica.

De esa manera, añadió, se combina la experiencia de las dos instituciones alrededor de este material en una serie de aplicaciones biomédicas con tecnología láser.

"La colaboración académica entre CICESE y la UCR en proyectos de investigación básica y aplicada empezó hace casi 10 años", dijo.

Camacho López aseguró que conforme ha pasado el tiempo "hemos identificado problemas aplicados en los que podemos trabajar, y es uno de ellos, que está generando un volumen de conocimiento nuevo".

Una vez que se remueve parte del cráneo y se coloca una de estas "ventanas cerebrales" para analizar el progreso de la enfermedad, la contribución de CICESE ha sido aportar el procesamiento láser de estas cerámicas.

Mediante este procesamiento láser, agregó, se escriben guías de onda y así dirigir la luz a un punto específico del cerebro.

"Existe una posibilidad muy interesante de escribir estas guías de onda con los láseres de pulsos ultracortos (a nivel de femtosegundos) que tenemos en CICESE desde hace muchos años", detalló.

Agregó que la aplicación médica surge en coyuntura con una publicación conjunta con la UCR "donde demostramos que se pueden escribir guías de onda de una manera muy novedosa".

A través de la investigación del CICESE, "se demostró que es posible formar guías de onda con pulsos láser ultracortos en la cerámica YSZ, dando esto la posibilidad de tratar el tejido que está por debajo de la ventana cerebral", dijo.

La intención es agregarle esa característica óptica a este material de zirconia modificada, que esencialmente permitiría depositar luz láser de forma periódica en el tejido que está cubriendo este implante en forma poco invasiva.

Esto equivale, dijo, a operar "sin tener que estar abriendo y cerrando cráneos, ya sea para terapia o diagnóstico médico de algún tipo".

"Una guía de onda es similar a un tubo, digamos, que va a conducir la luz a un sitio de interés, lo que el láser de pulsos ultracortos nos permite es crear ese conducto para transportar la luz al sitio de interés", expuso.

Esa luz que se puede usar en la terapia puede ser, incluso, la misma luz con la que escribes la guía de onda, o bien, "puede utilizarse algún otro tipo de luz, ya sea de otro láser y otra fuente".

El proyecto fue financiado parcialmente con fondos de la UCR Chancellor's Strategic Research Initiative y del Consejo Nacional de Ciencia y Tecnología (Conacyt) de México.