São minúsculos sensores sem fio e sem bateria, não maiores que um pedaço de areia. Mas, no futuro, esses sensores de “poeira neural” poderiam ser usados para energizar próteses, monitorar a saúde dos órgãos e acompanhar a progressão dos tumores.
Uma equipe de engenheiros e neurocientistas da Universidade da Califórnia, em Berkeley, trabalha na tecnologia há meia década. Eles agora conseguiram implantar os sensores dentro de ratos, onde eles monitoram os impulsos nervosos e musculares através de ultra-som. Sua pesquisa aparece na revista Neuron .
“Há muitas coisas interessantes que isso abre as portas”, diz Michel Maharbiz, professor de engenharia e um dos dois principais autores do estudo.
Os sensores de poeira neural desenvolvidos por Maharbiz e seu coautor, o neurocientista Jose Carmena, consistem em um cristal piezoelétrico (que produz uma voltagem em resposta à pressão física) conectado a um simples circuito eletrônico, todos montados em uma pequena placa de polímero. Uma mudança no nervo ou fibra muscular ao redor do sensor altera as vibrações do cristal. Essas flutuações, que podem ser captadas pelo ultra-som, dão aos pesquisadores uma ideia do que pode estar acontecendo no fundo do corpo.
Diagrama de poeira neural (UC Berkeley) Construir interfaces para registrar ou estimular o sistema nervoso que também durará no interior do corpo por décadas tem sido um enigma de longa data, diz Maharbiz. Muitos implantes se degradam depois de um ano ou dois. Alguns requerem fios que se projetam da pele. Outros simplesmente não funcionam eficientemente. Historicamente, os cientistas usaram a radiofreqüência para se comunicar com implantes médicos. Isso é bom para implantes maiores, diz Maharbiz. Mas para implantes minúsculos como o pó neural, as ondas de rádio são grandes demais para funcionar de forma eficiente. Então, a equipe tentou ultrassonografia, que acabou funcionando muito melhor.
Avançando, a equipe está experimentando a construção de sensores de poeira neurais a partir de uma variedade de materiais diferentes, seguros para uso no corpo humano. Eles também estão tentando tornar os sensores muito menores, pequenos o suficiente para caberem dentro dos nervos. Até agora, os sensores foram usados no sistema nervoso periférico e nos músculos, mas, se encolhidos, poderiam potencialmente ser implantados diretamente no sistema nervoso central ou no cérebro.
Poeira neural implantada em um rato (UC Berkeley) Uma pequena cirurgia era necessária para colocar os sensores dentro dos ratos. A equipe está trabalhando atualmente com microcirurgiões para ver que tipos de tecnologias laparoscópicas ou endoscópicas podem ser melhores para implantar os dispositivos de maneira minimamente invasiva.
Pode levar anos até que a tecnologia esteja pronta para testes em humanos, diz Maharbiz. Mas no futuro, a poeira neural tem potencial para ser usada para energizar próteses através de impulsos nervosos. Uma pessoa paralisada poderia, teoricamente, controlar um computador ou um amputado poderia alimentar uma mão robótica usando os sensores. A poeira neural também pode ser usada para rastrear dados de saúde, como níveis de oxigênio, pH ou a presença de certos compostos químicos, ou para monitorar a função dos órgãos. Em pacientes com câncer, sensores implantados perto de tumores podem monitorar seu crescimento de forma contínua.
"É uma nova fronteira", diz Maharbiz. "Há apenas uma quantidade incrível que você pode fazer."
