Em busca de eletrodos menos invasivos para o cérebro

Representação artística do suporte flexível, adaptável e transparente da nova interface cérebro-computador com microagulhas penetrantes. A ilustração menor mostra a tecnologia atual em uso experimental.
[Imagem: Shadi Dayeh/UC San Diego/SayoStudio]

Banda larga no cérebro

Engenheiros desenvolveram uma nova interface cérebro-computador com um suporte flexível e moldável e dotado de microagulhas penetrantes.

Adicionar um suporte flexível a esse tipo de interface permite que o dispositivo se adapte mais uniformemente à complexa superfície curva do cérebro e distribua de maneira mais uniforme as microagulhas que precisam perfurar o córtex.

As microagulhas, que são 10 vezes mais finas que um fio de cabelo humano, projetam-se do suporte flexível, penetram na superfície do tecido cerebral, sem perfurar as vênulas superficiais, e gravam os sinais das células nervosas em uma ampla área do córtex, e de maneira uniforme.

O substrato da nova interface cérebro-computador é flexível, adaptável e reconfigurável, em comparação com as atuais, que têm um suporte rígido e inflexível. A flexibilidade e conformabilidade favorece um contato mais próximo entre o cérebro e os eletrodos, o que permite um registro melhor e mais uniforme dos sinais de atividade cerebral.

De maneira mais geral, é um avanço necessário para minimizar o impacto da inserção de eletrodos no cérebro, uma técnica extremamente invasiva, mas que poderá ser usada em casos para os quais não haja alternativas.

Dez vezes melhor

Trabalhando com roedores, os pesquisadores demonstraram gravações estáveis, de banda larga, produzindo sinais robustos, durante toda a duração do implante, que durou 196 dias.

Além disso, a forma como as interfaces cérebro-computador são fabricadas permite superfícies de detecção maiores, o que significa que uma área bem maior da superfície do cérebro é monitorada simultaneamente.

Os pesquisadores demonstraram que uma matriz de microagulhas penetrante com 1.024 microagulhas registrou com sucesso sinais desencadeados por estímulos precisos do cérebro de ratos. Isso representa dez vezes mais microagulhas e dez vezes a área de cobertura cerebral, em comparação com as tecnologias atuais.

Olhando para o futuro, serão necessárias matrizes de microagulhas penetrantes com grande cobertura espacial para melhorar as interfaces cérebro-máquina a ponto de essa tecnologia poder ser usada em "sistemas de circuito fechado", que possam ajudar pessoas com mobilidade severamente limitada.

Por exemplo, no futuro esse tipo de sistema de circuito fechado pode oferecer a uma pessoa que usa uma mão robótica o feedback tátil em tempo real sobre os objetos que a mão robótica está segurando.