Neuroingenieros de la Universidad Rice han desarrollado un diminuto implante quirúrgico capaz de estimular eléctricamente el cerebro y el sistema nervioso sin necesidad de pilas ni cables. El estimulador neuronal se alimenta de energía magnética y tiene el tamaño aproximado de un grano de arroz. Es el primer estimulador neural alimentado magnéticamente que genera el mismo tipo de señales de radiofrecuencia que los implantes a pilas clínicamente aprobados y utilizados para tratar la epilepsia, la enfermedad de Parkinson, el dolor crónico y otras afecciones.
El principal componente del implante es una fina película de material magnetoeléctrico que convierte la energía magnética directamente en tensión eléctrica. El método evita los inconvenientes de las ondas de radio, los ultrasonidos, la luz e incluso las bobinas magnéticas, que se han propuesto anteriormente para alimentar diminutos implantes inalámbricos y que se ha demostrado que sufren interferencias con los tejidos vivos o generan cantidades perjudiciales de calor. 
Fig. 2: Para demostrar la viabilidad de la tecnología de estimulación nerviosa con energía magnetoeléctrica en miniatura, neuroingenieros de la Universidad Rice desarrollaron diminutos dispositivos que se colocaron bajo la piel de roedores que podían moverse libremente en sus recintos. Los roedores preferían permanecer en las partes de los recintos donde un campo magnético activaba el estimulador y suministraba un pequeño voltaje al centro de recompensa de sus cerebros.
Para demostrar la viabilidad de la tecnología magnetoeléctrica, los investigadores demostraron que los implantes funcionaban en roedores totalmente despiertos y libres en sus recintos. Realizar esta demostración de prueba de principio supone un enorme salto tecnológico: de una demostración de laboratorio a algo que puede utilizarse realmente para tratar a seres humanos. Estos nuevos materiales son ideales para la bioelectrónica inalámbrica y permiten miniaturizar los implantes electrónicos. Unos implantes diminutos capaces de modular la actividad del cerebro y el sistema nervioso podrían tener efectos de gran alcance. Mientras que los implantes a pilas suelen utilizarse para tratar la epilepsia y reducir los temblores de los enfermos de Parkinson, las investigaciones han demostrado que la estimulación nerviosa podría ser útil en el tratamiento de la depresión, el trastorno obsesivo-compulsivo y en más de un tercio de las personas que padecen dolor crónico intratable, que suele provocar ansiedad, depresión y adicción a los opiáceos. El pequeño tamaño de los implantes es importante porque la clave para generalizar la terapia de estimulación nerviosa es crear dispositivos inalámbricos sin pilas lo bastante pequeños para implantarlos sin cirugía mayor. Los dispositivos del tamaño de un grano de arroz podrían implantarse en casi cualquier parte del cuerpo mediante un procedimiento mínimamente invasivo similar al que se utiliza para colocar stents en arterias obstruidas.
En los experimentos con animales, los dispositivos se implantaron bajo la piel de los roedores para que pudieran moverse libremente en sus recintos. El estimulador transmitía un pequeño voltaje al centro de recompensa del cerebro de los animales. Los roedores preferían permanecer en partes de los recintos donde un campo magnético activaba el estimulador.
La fuente de alimentación inalámbrica del implante se consiguió combinando capas de dos materiales muy distintos en una sola película. La primera capa, una película magnetostrictiva de hierro, boro, silicio y carbono, vibra a nivel molecular cuando se coloca en un campo magnético. La segunda, un cristal piezoeléctrico, convierte la tensión mecánica directamente en tensión eléctrica. El campo magnético genera tensión en el material magnetostrictivo. Esto genera ondas acústicas. Si el chip funciona en modo de resonancia acústica, las vibraciones generan tensión en la mitad piezoeléctrica de la película.
Aunque las películas magnetoeléctricas pueden convertir mucha energía magnética en eléctrica, funcionan a una frecuencia demasiado alta para afectar a las células cerebrales. El reto consistía en modular la señal de alta frecuencia a una frecuencia baja a la que las células pudieran responder. Por tanto, la señal bifásica modulada debe ser capaz de estimular las neuronas sin dañarlas.
