Uma equipe de cientistas da Brown University criou microchips minúsculos, projetados para serem espalhados pela superfície do cérebro – ou mesmo dentro de seus tecidos – a fim de coletar uma riqueza sem precedentes de dados neurais.
Os chamados “neurograins” têm o tamanho de um grão de sal e podem registrar a atividade cerebral. Segundo os especialistas, o mecanismo tem a finalidade de tratar distúrbios cerebrais como epilepsia e parkinson ou restaurar a função cerebral perdida por lesão.
Pesquisa em laboratório
O sistema, conhecido como interface cérebro-computador, foi descrito em um artigo publicado na revista científica Nature Electronics. “Cada grão tem microeletrônicos suficientes para que, quando embutidos no tecido neural, possam assimilar a atividade neuronal por um lado e transmiti-la como um pequeno rádio para o mundo exterior”, diz Arto Nurmikko, neuroengenheiro que liderou o desenvolvimento dos chips, à Wired.
A equipe implementou os dispositivos apenas em roedores até agora, mas espera fazer o mesmo em humanos em breve. Durante um desses experimentos, eles colocaram 48 neurograins no córtex cerebral de um rato enquanto ele estava sob anestesia, concentrando-se principalmente nas áreas motoras e sensoriais do cérebro. Os cientistas conseguiram registrar a atividade cortical do animal, mas descobriram que a qualidade do sinal não era tão boa quanto a dos chips usados na maioria das interfaces cérebro-computador já existentes.
Isso porque esses mais antigos estão em desenvolvimento desde a década de 1970 e já estão aprimorados. Nos últimos anos, inclusive, eles permitiram que um pequeno número de pacientes paralisados controlassem tablets e digitassem em um computador pelo pensamento.
Assim, se eles puderem melhorar a qualidade de saída do sistema, poderão inovar a maneira de estudar áreas do cérebro, como as redes complexas que controlam coisas, incluindo a memória e a tomada de decisões. Sensores menores também significam menos danos ao cérebro, já que os arranjos atuais, embora minúsculos, podem causar inflamação e cicatrizes ao redor do local do implante.
O caminho ainda é longo
Antes de sair implantando chips no cérebro humano, ainda há muito o que se fazer. Primeiro, é preciso produzi-los em materiais biocompatíveis para o corpo não desencadear uma resposta imunológica contra o objeto.
Outro grande obstáculo é tentar minimizar os danos durante a construção de um implante de longa duração para evitar o risco de cirurgias de substituição. Os arranjos atuais duram cerca de seis anos, mas muitos param de funcionar antes por causa do tecido cicatricial.
Se, após todas as pesquisas, os neurograins forem a resposta para estudar mais o cérebro, ainda há a questão de como implantá-los. Em seu experimento com roedores, os pesquisadores removeram uma grande parte do crânio do rato, o que, por razões óbvias, não seria ideal em humanos.
As matrizes implantadas atuais exigem a perfuração de um orifício na cabeça do paciente, mas a equipe da Brown quer evitar qualquer cirurgia invasiva. Para fazer isso, eles estão desenvolvendo uma técnica envolvendo agulhas finas que seriam enfiadas no crânio com um dispositivo especial.
No final, eles esperam que sua pesquisa abra o caminho para a implantação de neurônios em cobaias humanas. Isso mostra a possibilidade de os chips ajudarem a estimular os neurônios com pulsos elétricos, potencialmente tratando doenças neurológicas graves, como parkinson, paralisia ou epilepsia. Para pessoas com lesões cerebrais e espinhais, esses sistemas podem, eventualmente, restaurar a comunicação e o movimento, permitindo que vivam de forma mais independente.
Na prática, o próximo passo dos especialistas é testar os neurônios em roedores que estão acordados e livres para se movimentar. Depois disso, eles serão testados em macacos e, com sorte, humanos.