Una nueva sonda magnética implantable hace avanzar la magnetofisiología microscópica en sensibilidad y direccionalidad. El trabajo, publicado el 4 de septiembre de 2026 en Microsystems & Nanoengineering, describe un magnetrodo de magnetorresistencia túnel, TMR, con un límite de detección de 68 pT/√Hz a 1 kHz, frente a 107 pT/√Hz para el mismo dispositivo en lectura single-ended. En un laboratorio sin blindaje magnético, el pico de red de 50 Hz cae de 18,961 a 0,433 nT/√Hz, aproximadamente 98 % de supresión de modo común. Implantado en CA1 del hipocampo de rata, registra transitorios magnéticos relacionados con potenciales de acción y cambios de polaridad compatibles con distintas proyecciones de corrientes neuronales locales.
Qué cambió
| Magnitud | Estado anterior | Nuevo |
|---|---|---|
| LOD TMR a 1 kHz, diseño 2024 | ~300 pT/√Hz | 68 pT/√Hz |
| Mismo dispositivo 2026, single-ended | 107 pT/√Hz | 68 pT/√Hz diferencial |
| Interferencia 50 Hz | 18,961 nT/√Hz | 0,433 nT/√Hz |
| Separación sensor-referencia | 28 μm y 2,5 mm | 5 mm |
La baseline evita una falsa primicia. Magnetrodos GMR ya habían registrado actividad neural magnética in vivo y un trabajo de 2025 mostró firmas de potenciales de acción de neuronas individuales en rata. Los TMR habían alcanzado ~300 pT/√Hz en 2024 y ~140 pT/√Hz en una implementación LFP in vivo de 2026. El resultado actual es un avance sustancial de TMR, no la primera magnetofisiología in vivo.
Por qué la medida magnética es distinta
Las corrientes iónicas que producen voltajes extracelulares también generan campos magnéticos. La medida magnética conserva un signo vectorial respecto al eje sensible del sensor; una corriente proyectada en la dirección opuesta puede invertir la señal. Esto abre una fuente de información direccional complementaria a la electrofisiología.
Arquitectura
La sonda MEMS usa un shank de silicio de 200 μm. Cada unidad contiene 12 MTJ de aproximadamente 15 × 45 μm en serie. Las unidades de medida y referencia muestran ratios TMR de 121 % y 119 %, y sensibilidades de 12,30 %/mT y 12,96 %/mT. La señal local cae rápidamente con la distancia mientras el ruido ambiental es común a ambos canales; la resta diferencial elimina parte del ruido. Puentes de Wheatstone y ganancias ajustables compensan las diferencias de fabricación.
A 28 μm la referencia está demasiado cerca y el SNR empeora hasta −8,68 dB. Con 5 mm, el sensor de referencia queda suficientemente lejos del campo local y la mejora alcanza 4,19 dB. La supresión de red se calcula como eta50 = (1 - A_diff/A_single) × 100 %, dando aproximadamente 97,7 % con 0,433/18,961.
Registro CA1
La sonda se implantó en CA1 de ratas Sprague-Dawley. Los datos se filtraron entre 300 y 3000 Hz y los spikes candidatos se detectaron por encima de 3× el ruido RMS. Aparecieron grupos con polaridades opuestas, compatibles con distintas orientaciones de corriente respecto al eje del sensor. Pero el área finita de los 12 MTJ integra actividad local: no se demuestra que cada spike provenga de una sola neurona.
Biocompatibilidad, límites y estado del arte
Una doble capa SiO2/Si3N4 de 200 + 200 nm aísla la pila magnética. Los ensayos celulares y la histología a siete días son positivos, pero no prueban estabilidad crónica. Rigidez, micromovimiento, reacción de cuerpo extraño, encapsulado, deriva, arrays multicanal e independencia experimental siguen abiertos. La combinación de 68 pT/√Hz, fuerte rechazo común e información de polaridad in vivo es el nuevo delta; no es todavía un sistema humano ni clínico.
Estado de la evidencia
Peer-reviewed · animal in vivo · datos/suplementos disponibles · sin replicación independiente identificada para esta configuración diferencial exacta.