Tecnologia

Engenheiros do MIT desenvolvem implantes neurais que se ajustam ao cérebro

Material adequado à impressão 3D convencional produz peças maleáveis, com possibilidade de aplicação no cérebro. Em experimento, o eletrodo criado no MIT mostrou-se mais sensível aos sinais neuronais

postado em 13/04/2020 06:00
Os eletrodos, tão flexíveis quanto a borracha, podem ajudar no tratamento de epilepsia e ParkinsonPesando cerca de 1,4kg, o cérebro é um dos órgãos mais frágeis e vulneráveis, devido a sua constituição macia e gelatinosa. Por outro lado, implantes para o órgão, necessários, por exemplo, para aliviar sintomas de epilepsia, doença de Par-kinson e depressão severa, são geralmente feitos de metal e outros materiais rígidos. Com o tempo, eles podem causar inflamações e acúmulo de tecido cicatricial.

Para contornar esse problema, engenheiros do Instituto Tecnológico de Massachusetts (MIT), em Boston, estão desenvolvendo implantes neurais macios e flexíveis que podem se ajustar suavemente aos contornos do cérebro e monitorar a atividade por períodos mais longos, sem agravar o tecido circundante. Segundo os autores, esses dispositivos surgem como alternativas mais delicadas aos eletrodos existentes, baseados em metal projetados para monitorar a atividade cerebral ou para o tratamento de doenças.

Liderada por Xuanhe Zhao, professor de engenharia mecânica, civil e ambiental, a equipe de pesquisa desenvolveu uma maneira de imprimir sondas neurais em 3D e outros dispositivos eletrônicos tão flexíveis quanto a borracha. Eles são feitos de um tipo de polímero ; ou plástico macio ; que é condutor elétrico.

Os pesquisadores transformaram a solução de polímero condutor ; normalmente líquida ; em uma substância mais parecida com uma pasta de dente viscosa, adequada a uma impressora 3D convencional, para criar padrões estáveis e eletricamente condutores. A equipe imprimiu vários dispositivos eletrônicos flexíveis, incluindo um eletrodo pequeno de borracha, que foi implantado no cérebro de um camundongo. À medida que o animal se movia livremente em um ambiente controlado, a sonda neural conseguia captar a atividade de um único neurônio.

O monitoramento dessa atividade pode fornecer aos cientistas uma imagem de alta resolução da atividade cerebral e ajudar na adaptação de terapias e implantes cerebrais de longo prazo para uma variedade de distúrbios neurológicos, afirmam. ;Esperamos que, demonstrando essa prova de conceito, as pessoas possam usar essa tecnologia para criar dispositivos diferentes rapidamente;, diz Hyunwoo Yuk, estudante de graduação do grupo de Zhao no MIT. ;É possível mudar 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.;

Fácil pulverização
Os polímeros condutores são uma classe de materiais que os cientistas têm explorado muito devido à combinação única de flexibilidade, semelhante à do plástico, e condutividade elétrica, como a do metal. Atualmente, eles são usados comercialmente como revestimentos antiestáticos, pois podem transportar quaisquer cargas eletrostáticas que se acumulam nos componentes eletrônicos e em outras superfícies.
;Essas soluções de polímero são fáceis de pulverizar em dispositivos elétricos, como telas sensíveis ao toque;, diz Yuk. ;Mas a forma líquida é principalmente para revestimentos homogêneos e difícil de ser usada para qualquer padrão bidimensional e de alta resolução. Em 3D, é impossível.; O cientista afirma que, se pudesse desenvolver um polímero condutor imprimível, seria possível fabricar uma série de dispositivos eletrônicos macios e intricadamente padronizados, como circuitos flexíveis.

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