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Correio Braziliense

Cientistas criam mapa 3D de moléculas de pele humana e bactérias

O método poderá beneficiar áreas como a perícia criminal e a biologia


postado em 11/06/2018 06:00

O dispositivo imita propriedades mecânicas, ópticas e elétricas da pele humana(foto: Universidade do Estado do Michigan/Divulgação - 6/6/18)
O dispositivo imita propriedades mecânicas, ópticas e elétricas da pele humana (foto: Universidade do Estado do Michigan/Divulgação - 6/6/18)

 

Não podemos vê-los. Mas, na superfície de todos os objetos e mesmo na do nosso corpo, existem centenas de grupos de moléculas que se acumulam e ficam por dias, até meses. Esses rastros invisíveis têm diversas origens, como um produto químico derramado, a presença de bactérias ou fungos e células de pele humana. Conhecê-los pode ajudar, por exemplo, a identificar contaminações em um hospital ou os comportamentos do suspeito de um crime.

Com isso em mente, pesquisadores da Universidade da Califórnia, San Diego, nos Estados Unidos, criaram um método para produzir mapas em 3D que indicam a presença de vários tipos de moléculas em um ambiente. A equipe desenvolveu três softwares que analisam amostras coletadas do local em questão e as inserem em mapas que mostram, com precisão de centímetros, onde cada grupo de substâncias foi encontrado.

“O protocolo serve para a criação de mapas moleculares de superfícies biológicas, como a pele humana e folhas de plantas, ou para superfícies construídas”, diz Theodore Alexandrov, que liderou os pesquisadores. “Ele escaneia a superfície, coleta amostras com cotonetes, detecta as moléculas em cada amostra e junta tudo com os softwares especiais”, resume.

O método requer conhecimento técnico e equipamentos de laboratório, como um espectrômetro de massa para identificar as moléculas. Até detalhes como o material dos cotonetes para a coleta de amostras importam: eles devem ser feitos de madeira e algodão para não influenciar os resultados.

De forma intuitiva, os dados aparecem em mapas 3D interativos, fáceis de serem visualizados por qualquer pessoa. “O método pode ajudar principalmente a biologia, fornecendo um atlas molecular da pele humana ou de plantas, e a ciência forense, dando novas ferramentas para identificar indivíduos ou para a toxicologia”, afirma Alexandrov. “Pode ajudar também a identificar poluentes e substâncias tóxicas em um local e, no geral, a chamar a atenção para os traços moleculares que cobrem os seres humanos, cobrem os nossos objetos e os nossos ambientes.”

Senha revelada

Para ilustrar o potencial da solução, os pesquisadores contam, em artigo divulgado na revista Proceedings of the National Academy of Sciences (Pnas), como conseguiram descobrir a senha de quatro dígitos usada por um voluntário em um caixa eletrônico. Eles limparam previamente a máquina com álcool, coletaram amostras de cada botão e as analisaram em laboratório.

“Utilizaram duas técnicas bastante difundidas em pesquisa básica de ciência de materiais, química e física: a cromatografia líquida acoplada à espectrometria de massa”, diz Jorlandio Félix, professor do Instituto de Física da Universidade de Brasília (UnB). “Um dado interessante é que eles mostraram que algumas moléculas aplicadas seis meses antes da coleta da amostra podem ser detectadas, como o DEET, ingrediente ativo de repelentes.”

Ideia compartilhada

A solução é continuação de um trabalho desenvolvido pela mesma equipe em que conseguiram traçar o perfil de uma pessoa com base em análises do celular dela (Leia Para saber mais). As duas soluções estão disponíveis para pesquisadores de qualquer país. No caso da mais recente, foram detalhadas as instruções de uso, com mais de 90 passos para que as etapas possam ser reproduzidas com fidelidade.

Ao disponibilizar livremente o protocolo e os softwares, os autores pretendem aumentar o uso da cartografia molecular em outras áreas do conhecimento. Segundo Alexandrov, ela pode ser usada em qualquer laboratório de metabolônica (de engenharia de metabolismo), encontrados em grande parte das universidades e centros de pesquisa. Agora, a equipe americana pretende explorar novas formas de visualização para os dados, usando, por exemplo, a realidade virtual.

 

Dedo falso testa biometria

 

A biometria é considerada um método seguro para proteger dados e aparelhos eletrônicos. Como não existem duas pessoas com a mesma digital, confiamos até o dinheiro guardado na conta bancária à técnica. Mas há dúvidas sobre até que ponto ela é realmente inviolável. Pesquisadores da Universidade do Estado do Michigan, nos Estados Unidos, tentam descobrir se há um limite de segurança e o tamanho dele.

A equipe criou um dedo falso que imita várias propriedades da pele humana — como a condução de eletricidade — para testar, de forma mais precisa, como os aparelhos de leitura de digital disponíveis reagem a tentativas de falsificação.  “O que torna a nossa criação única é que ela imita um dedo real ao incorporar propriedades básicas da pele. Essa réplica tem as mesmas propriedades mecânicas, ópticas e elétricas de um dedo”, ressalta Anil Jain, que liderou a pesquisa, detalhada na edição deste mês da revista IEEE Transactions on Information Forensics and Security.

Os dedos falsos foram criados com uma combinação de materiais como silicone, diluente de silicone e pigmentos. Comparado com as versões atuais, que imitam apenas uma ou duas propriedades mecânicas, eles são descobertos com mais dificuldade, garante Jain. “Nosso trabalho motivará engenheiros a criar leitores de digitais melhores e a desenvolver algoritmos mais robustos.”


Tira-dúvidas

Como a leitura biométrica é usada em diversos lugares —  telefones, computadores e aeroportos, por exemplo —, estar atento à eficiência dos equipamentos é uma preocupação constante. Os dedos sintéticos podem ser usados também para ajudar a testar a precisão dos dispositivos e checar respostas de aparelhos distintos. Como cada leitor tem um método para detectar a digital, capturando uma imagem ou usando uma corrente elétrica, pode haver conflitos de análises.

“Considerando as suas características únicas, acreditamos que nossas imitações serão valiosas para o reconhecimento de digitais”, diz Jain. “Os consumidores precisam saber que suas impressões e suas identidades estão seguras, e os engenheiros precisam mostrar que a tecnologia não é apenas precisa, mas também resistente a fraudes.” A equipe trabalha agora na construção de um leitor de digitais para testar tecnologias capazes de detectar fraudes e no desenvolvimento de algoritmos mais seguros.

 

Para saber mais

Toques reveladores

A equipe da Universidade da Califórnia, San Diego, mostrou que é possível traçar o perfil de uma pessoa com base no celular que ela usa e sem desbloquear o aparelho. Para a façanha, eles coletaram quatro amostras de celulares de 39 participantes, sendo duas da tela e duas da parte de trás.

Em um dos casos, foram detectados traços de rubina — composto presente em plantas —, de protetor solar, de cosméticos e de repelente. A conclusão dos investigadores foi de que o aparelho pertencia a alguém do sexo feminino, que costumava passar muito tempo ao ar livre e fazer trilhas ou acampar. As informações foram confirmadas pela voluntária, que havia participado de um acampamento antes do estudo.

Segundo eles, é possível detectar até o consumo de remédios, como antidepressivos; o tipo de alimento consumido, como pimentas e laranjas; e vícios, como a nicotina. À época, Amina Bouslimani, uma das cientistas participantes da pesquisa, ressaltou que um banco de dados ligando cada substância à rotina de uma pessoa poderia ajudar a estreitar os grupos investigados em praticamente qualquer caso criminal. Detalhes do trabalho foram divulgados em 2016, na revista Pnas.

 

* Estagiário sob supervisão da subeditora Carmen Souza

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