Implante neural menor que um grão de sal monitora o cérebro sem fio

À esquerda, imagem de microscopia comparando um MOTE com um fio de cabelo humano. À direita, esquema de funcionamento do dispositivo.
[Imagem: Sunwoo Lee et al. - 10.1038/s41928-025-01484-1]

Implante neural sem fios

Um implante neural tão pequeno que cabe sobre um único grão de sal, mostrou-se capaz de transmitir dados da atividade cerebral por meio de conexão sem fio - o experimento de prova de conceito foi feito em um animal vivo por mais de um ano.

Este avanço demonstra que sistemas microeletrônicos podem funcionar em uma escala sem precedentes, abrindo novas possibilidades para monitoramento neural, sensores biointegrados e outras aplicações.

O implante minúsculo, batizado de "eletrodo optoeletrônico sem fio em microescala" (MOTE, na sigla em inglês para Microscale Optoelectronic Tetherless Electrode), foi desenvolvido pelas equipes dos professores Alyosha Molnar, da Universidade de Cornell (EUA), e Sunwoo Lee, da Universidade Tecnológica de Nanyang (Cingapura).

"Tanto quanto sei, este é o menor implante neural capaz de medir a atividade elétrica no cérebro e transmiti-la sem fio," disse Molnar. "Ao usar modulação por posição de pulso (PPM) para o código - o mesmo código usado em comunicações ópticas para satélites, por exemplo - podemos usar muito pouca energia para nos comunicarmos e ainda assim transmitir os dados de volta opticamente com sucesso."

Detalhes do microimplante cerebral.
[Imagem: Sunwoo Lee et al. - 10.1038/s41928-025-01484-1]

Tudo por luz

Um elemento fundamental para a miniaturização foi a eliminação da bateria. O implante é alimentado por feixes de laser vermelho e infravermelho que atravessam o tecido cerebral sem causar danos. Igualmente, o MOTE transmite os dados de volta usando minúsculos pulsos de luz infravermelha, que codificam os sinais elétricos do cérebro.

Um diodo semicondutor feito de arseneto de alumínio e gálio captura a energia luminosa para alimentar o circuito e emite luz para comunicar os dados. Complementando esse sistema, há um amplificador de baixo ruído e um codificador óptico, construídos com a mesma tecnologia de semicondutores encontrada nos microchips comuns.

O material semicondutor usado na construção do implante também possibilita a coleta de registros elétricos do cérebro durante exames de ressonância magnética, algo que é amplamente inviável com os implantes atuais. A tecnologia também poderá ser adaptada para uso em outros tecidos, como a medula espinhal, e até mesmo combinada com inovações futuras, como a optoeletrônica incorporada em placas cranianas artificiais.