Implante sem fio usa luz para controlar neurônios da medula espinhal

Dispositivo optoeletrônico implantável sem fio.[Imagem: EPFL]

Implante para a medula

O professor Grégoire Courtine não hesita em usar a palavra "revolucionário" para descrever o campo emergente da optogenética - uma tecnologia que usa pulsos de luz para controlar a atividade de neurônios individuais - e o que ela pode significar para a neurociência.

Mais especificamente, ele acredita que a mais nova invenção da sua equipe da Escola Politécnica Federal de Lausanne (Suíça) pode revolucionar os tratamentos de inúmeras condições neurológicas, incluindo algumas que hoje não têm tratamento.

"Nosso sistema nos permite controlar a atividade de qualquer neurônio da medula espinhal. Por sua vez, isso nos ajuda a entender o papel que ele desempenha no funcionamento geral do sistema nervoso," afirmou.

A chave para sua inovação foi acondicionar a nova tecnologia optogenética em um implante totalmente funcional.

"Nós descobrimos uma maneira de encapsular LEDs miniaturizados em um implante flexível que é fino, mas resistente o suficiente para ser aplicado na superfície da medula espinhal de um rato, deslizando-o por baixo das vértebras ao longo de toda a seção lombar," explicou a pesquisadora Stéphanie LaCour. "Depois, trabalhamos com nossos colegas da ETH de Zurique para criar um circuito eletrônico sem fio que pudesse ser usado para ligar um ou mais LEDs e controlar a duração e a intensidade da luz emitida com extrema precisão. Finalmente, por meio de um sistema personalizado embutido em um chip, os pulsos de luz podem ser gerenciados naturalmente, por exemplo, em resposta à atividade muscular ou algum outro sinal fisiológico."

O sistema implantável optoeletrônico é controlado via Bluetooth e funciona de forma autônoma.

"Isso nos livra dos sistemas baseados em fios que geralmente são necessários para esse tipo de pesquisa. Agora podemos observar os ratos enquanto eles se movem livremente e examinar o papel que os neurônios desempenham em movimentos complexos, como caminhar e nadar, em um ambiente ecológico," disse Courtine.

Exemplo de utilização do novo implante.
[Imagem: EPFL]

Tratar dor e paralisia

Um dos maiores desafios no desenvolvimento da tecnologia foi encontrar uma maneira de administrar pulsos de luz que penetram na profundidade da medula espinhal sem serem absorvidos e refletidos pelas fibras nervosas.

Para resolver esse problema, a equipe modificou os LEDs para que eles emitam luz vermelha, uma cor que é muito menos afetada pelas fibras nervosas do que a luz azul normalmente emitida pelos diodos.

Ainda há um longo caminho antes que esses implantes sejam usados clinicamente, mas a equipe está confiante de que uma versão de seu implante estará disponível para pacientes humanos em um futuro não muito distante, para reduzir a dor, melhorar a função autonômica e até mesmo tratar a paralisia.

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