De toestand van zoogdiercellen kennen, in het bijzonder neurale cellen, hangt af van de vooruitgang in op nanotechnologie gebaseerde interfaces. Nanotechnologie biedt nieuwe technische mogelijkheden om de verbindingsroutes van het zenuwstelsel te ontrafelen door functies op nanoschaal toe te voegen voor een meer intieme interface met neuronen. In dit verband, niet-invasieve micro-elektroden met een verbeterd ontwerp en een lage impedantie zijn zeer gewenst. Tot nu toe zijn flexibele elektroden voorgesteld, maar slechts enkelen combineren flexibiliteit met zowel nanostructuur als een lage impedantie.

Een team van onderzoekers gecoördineerd vanuit het instituut IMDEA Nanociencia heeft flexibele dunne metalen elektroden ontworpen met nanotopografie die een oplossing zouden kunnen zijn. Het voorgestelde elektrode-oppervlak is nanogestructureerd door arrays van verticale metalen nanodraden om de prestaties te verbeteren door de impedantie te verminderen en individuele neuronen nauwer met elkaar te verbinden met betrekking tot conventionele platte elektroden. Deze elektroden kunnen eenvoudig worden geïntegreerd over het oppervlak van reeds bestaande neurale interfaces voor chronische implantatie, minimalisering van het risico op reacties op vreemde lichamen en langdurige inkapseling van gliacellen, en daarmee de levensduur van medische implantaten te verlengen.

De elektroden zouden kunnen worden toegepast in technologieën voor neurodegeneratieve ziekten. De meeste neurale ziekten zijn chronisch of degeneratief en veroorzaken zeer belangrijke cognitieve en motorische handicaps. Elektroden met bepaalde kenmerken zijn nodig om het neurale systeem te bestuderen en ermee te interageren, op zoek naar kennis en therapieën. Lucas Perez, co-auteur van de publicatie en onderzoeker bij IMDEA Nanociencia zegt:"Wat we hebben ontwikkeld is een nieuwe benadering om nanogestructureerde elektroden te fabriceren, gemakkelijk te fabriceren en te integreren, die alle verwachte eigenschappen voor neurale elektroden combineren:flexibel, robuust, met lage impedantie en verminderde invasiviteit." María Concepción Serrano, co-auteur en onderzoeker bij ICMM-CSIC voegt toe:"Met een ontworpen architectuur met afmetingen die dichter bij die van celcomponenten liggen, deze elektroden vertonen goede reacties van neurale cellen, inclusief de toepassing van elektrische stimulatie, het openen van de weg naar eventuele therapeutische toepassingen voor neurale weefselstimulatie en/of regeneratie."

Neurale ziekten zoals ruggenmergletsel zouden een duidelijk doelwit zijn voor de therapeutische toepassing van deze elektroden. "We hebben een beter begrip nodig van ons neurale systeem; we hebben hulpmiddelen nodig om met de neuronen te communiceren - om te spreken - en dit is waar we naar op zoek zijn. Op korte termijn, we geloven dat we de prestaties van de elektroden die momenteel in de neurologie worden gebruikt, kunnen verbeteren. In de toekomst - laten we dromen - willen we een bypass ontwikkelen voor dwarslaesies, " Dr. Pérez zegt. Het verbeteren van de efficiëntie en biocompatibiliteit van de elektroden zal hun gebruik voor de behandeling van neurale ziekten en voor het ontwikkelen van hersen-machine-interfaces vergemakkelijken en uitbreiden.