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09/07/2012

Chip para implante neural será feito no Brasil

Com informações da USP

Chip implantável

Chips implantáveis que permitam a substituição de partes do corpo por equipamentos eletrônicos.

Este é o objetivo de longo prazo de Pesquisadores do Instituto de Ciências Matemáticas e de Computação (ICMC) da USP, em São Carlos.

Eles estão desenvolvendo os biochips com o uso de carbeto de silício, um material que não provoca reações adversas no organismo.

O estudo faz parte de uma parceria do ICMC com a Universidade do Sul da Flórida (USF), nos Estados Unidos, visando o intercâmbio de cientistas e alunos na área de biocibernética.

As interfaces cérebro-máquina já auxiliam a vida de cerca de 200 mil deficientes físicos em todo o mundo.

Mas a equipe brasileira vai tentar ir ainda mais longe.

Biocibernética

Segundo o professor Mario Gazziro, os dois grandes desafios da biocibernética são a compatibilidade do material utilizado na fabricação do chip com o organismo e o consumo de energia gasta pelo eletrodo dentro do chip.

Enquanto um implante artificial para retina, que auxilia deficientes visuais a enxergarem novamente, utiliza de 20 a 30 eletrodos, o chip implantado diretamente no cérebro via córtex e tátil motor, necessário para a substituição dos membros do corpo por componentes totalmente cibernéticos, utilizam cerca de 100 eletrodos, aumentando o consumo de energia.

Segundo Gazziro, a questão da biocompatibilidade foi solucionada pelo professor norte-americano Stephen Saddow, que participa do projeto como visitante na universidade brasileira.

O material utilizado para a fabricação da matriz de eletrodos que compõem o chip era o silício, que provocava, dentre outros problemas, processos infecciosos quando implantados em cérebros dos ratos usados como cobaias.

Embora não danificassem o hospedeiro, causavam um processo de "cicatrização neural" em volta do eletrodo. Por isso, parte deles deixava de funcionar completamente ou perdiam muito de sua funcionalidade poucos meses depois de implantados.

A equipe de Saddow estudou diversos materiais semicondutores, até descobrir que o carbeto de silício (3C-SiC) tinha as propriedades necessárias para o desenvolvimento de uma interface cerebral. Após trinta dias de implantação, o 3C-SiC não causou grandes problemas ao tecido neural das cobaias.

Implantes neurais

Segundo Gazziro, o estudo complementa as diversas pesquisas na área feitas pelo médico e cientista brasileiro Miguel Nicolelis.

Ainda na primeira fase, a equipe de cientistas produzirá um chip com o encapsulamento tradicional e, até o fim do projeto, será feito um modelo de chip sem fio.

"Faremos o chip tradicional, com fio, só para realizar testes. A segunda fase é produzir a 'bolacha', ou seja, uma parte do conjunto de chips fabricado e, na última fase, queremos fazer um com antena e já acoplado no eletrodo", explica.

De acordo com o professor, a solução de biochip poderá ser utilizada em exoesqueletos, espécie de esqueletos artificiais feitos de metais resistentes que ampliam a capacidade física de portadores de deficiência.

"Bastará o leitor dos sinais do chip enviar os comandos captados no cérebro para que esses exoesqueletos substituam o papel do membro não-funcional", aponta.

A IBM, multinacional norte-americana da área de informática, demonstrou interesse pelo projeto, pois, segundo Gazziro, se o experimento obtiver sucesso, será necessário industrializar o processo de fabricação de chips com carbeto de silício, gerando eventuais patentes sobre o produto final.


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