Eletrodos crescem diretamente no cérebro, unindo eletrônica e biologia

Este é o gel desenvolvido pelos pesquisadores, aqui testado diretamente em um circuito eletrônico. [Imagem: Thor Balkhed]

Eletrônica in vivo

A fronteira entre a biologia e a tecnologia está se tornando cada vez mais tênue.

Pesquisadores das universidades de Linkoping, Lund e Gotemburgo, na Suécia, desenvolveram eletrodos em tecidos vivos usando as moléculas do corpo como gatilhos.

Eles testaram sua técnica "cultivando" eletrodos no cérebro, coração e tecidos de animais vivos e em tecidos musculares isolados de mamíferos.

Embora haja muito trabalho pela frente, este resultado é um passo para a formação de circuitos eletrônicos totalmente integrados em organismos vivos.

"Por várias décadas, tentamos criar eletrônicos que imitam a biologia. Agora deixamos que a biologia crie os eletrônicos para nós," comemorou o professor Magnus Berggren.

Os eletrodos cresceram nos animais vivos, acionados por moléculas do próprio organismo.
[Imagem: Xenofon Strakosas et al. - 10.1126/science.adc9998]

Ponte entre eletrônica e biologia

Interligar a eletrônica aos tecidos biológicos é importante para entender funções biológicas complexas, combater doenças e desenvolver futuras interfaces humano-máquina.

No entanto, a bioeletrônica convencional, desenvolvida em paralelo com a indústria de semicondutores, tem um design fixo e estático que é difícil, se não impossível, de combinar com sistemas de sinais biológicos vivos. Por exemplo, a eletrônica funciona com base nos elétrons, enquanto a biologia usa principalmente íons.

Para preencher essa lacuna entre biologia e tecnologia, os pesquisadores suecos injetaram nos animais um gel contendo enzimas, que funcionaram como "tijolos moleculares", organizando-se para criar eletrodos no tecido de peixes-zebra e sanguessugas.

"O contato com as substâncias do corpo altera a estrutura do gel e o torna eletricamente condutivo, o que ele não era antes da injeção. Dependendo do tecido, também podemos ajustar a composição do gel para fazer o processo elétrico funcionar," contou o pesquisador Xenofon Strakosas, idealizador da técnica.

As moléculas naturais do corpo dos animais e das células em cultura foram suficientes para desencadear a formação dos eletrodos. Não há necessidade de modificação genética ou de sinais externos, como luz ou energia elétrica, que já foram necessários em experimentos anteriores. Os pesquisadores suecos foram os primeiros no mundo a conseguir isso.

O gel converte-se em um eletrodo depois de inserido no corpo.
[Imagem: Xenofon Strakosas et al. - 10.1126/science.adc9998]

Conectar o celular ao cérebro?

Estes experimentos abrem caminho para um novo paradigma em bioeletrônica: Onde anteriormente eram necessários objetos físicos implantados para iniciar processos eletrônicos no corpo, a injeção de um gel viscoso será suficiente no futuro.

A equipe demonstrou ainda que o método pode direcionar o material eletronicamente condutor para subestruturas biológicas específicas e, assim, criar interfaces adequadas para estimulação nervosa. A longo prazo, a fabricação de circuitos eletrônicos totalmente integrados em organismos vivos pode ser possível, afirmam eles.

Antes disso, porém, será necessário monitorar esses "eletrônicos vivos", tanto para verificar sua segurança e biocompatibilidade, quanto para garantir que funcionarão por longos períodos.

A Dra Tara Spires-Jones, presidente da Associação Britânica de Neurociência, que não está envolvida com o trabalho da equipe sueca, reconheceu o avanço, mas mostrou cautela quanto ao futuro: "Os autores especulam que, a longo prazo, essa tecnologia facilitará o desenvolvimento de interfaces entre sistemas eletrônicos e biológicos. Embora isso seja muito interessante cientificamente e, sem dúvida, estimule novas pesquisas, este estudo em peixes-zebra, sanguessugas e carnes (o gel também se formou em carne de porco, vaca e frango, mas não no tofu) está muito longe de integrar seu telefone celular diretamente com seu cérebro."

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