Cientistas criam implantes neurais que oferecem menos risco ao cérebro

Especialistas do Instituto de Tecnologia de Massachusetts (MIT) estão trabalhando no desenvolvimento de implantes neurais macios e flexíveis que podem se adaptar aos contornos do cérebro e monitorar a atividade cerebral por períodos mais longos, sem danificar o tecido ao redor. De acordo com um artigo publicado na Nature Communications, a conquista mais recente da pesquisa foi imprimir células neurais com a ajuda de uma impressora 3D.

Os dispositivos são feitos de um tipo de polímero condutor de eletricidade cujo estado natural é líquido — mas, para as impressões, os cientistas transformaram o plástico em uma substância mais viscosa. Para testar a tecnologia, os cientistas implantaram o eletrodo de borracha no cérebro de um rato, e, à medida que o animal se movia no ambiente, a sonda conseguiu captar a atividade de um único neurônio.

"Esperamos que, demonstrando essa prova de conceito, as pessoas possam usar essa tecnologia para fabricar dispositivos diferentes, rapidamente", disse Hyunwoo Yuk, estudante de graduação no MIT, em comunicado. “Eles podem alterar o design, executar o código de impressão e gerar um novo design em 30 minutos. Espero que isso otimize o desenvolvimento de interfaces neurais totalmente feitas de materiais macios.”

Polímeros condutores como o estudado pela equipe do MIT são uma classe de materiais que os cientistas têm explorado muito nos últimos tempos, pois a combinação de flexibilidade e condução elétrica é muito promissora. Mas essa matéria-prima ainda é nova para os pesquisadores e difícil de controlar — por isso, o grande feito dos cientistas norte-americanos foi transformar o material de líquido para viscoso.

"Inicialmente, é como água com sabão", afirmou Xuanhe Zhao, líder da pesquisa. "Condensamos as nanofibras e as tornamos viscosas como pasta de dente, para podermos espremer como um líquido espesso e 'imprimível'."

Os cientistas esperam que a nova tecnologia possa ser uma alternativa mais branda aos eletrodos existentes, que são feitos de metal e podem danificar os tecidos cerebrais por conta de sua rigidez. “A beleza de um hidrogel de polímero condutor é que, além de suas propriedades mecânicas, ele é feito de hidrogel, material que é ionicamente condutor e também uma esponja porosa de nanofibras, das quais os íons podem fluir para dentro e para fora”, afirmou Baoyang Lu, coautor do estudo. "Como todo o volume do eletrodo está ativo, sua sensibilidade é aprimorada."

A equipe acredita que os eletrodos macios podem ser úteis em implantes cerebrais que estimulam regiões neurais para aliviar os sintomas de epilepsia, Parkinson e depressão grave, por exemplo. "Esse processo pode substituir ou complementar técnicas [de impressão] litográficas, como uma maneira mais simples e barata de fabricar uma variedade de dispositivos neurológicos sob demanda", pontuou Yuk.