Uma nova interface cérebro-máquina (IMC) inovadora usa luz para se comunicar diretamente com o cérebro, contornando as vias sensoriais tradicionais. Experimentos recentes com ratos demonstram um dispositivo sem fio minimamente invasivo capaz de fornecer informações artificiais a neurônios geneticamente modificados, efetivamente “falando” com o cérebro através de padrões de luz. Esta tecnologia pode revolucionar a pesquisa em neurociência e ser uma promessa para futuros avanços protéticos.
Como funciona o dispositivo
O dispositivo, menor que um dedo humano, se adapta à curvatura do crânio e contém 64 minúsculos LEDs, um circuito eletrônico e uma antena receptora. Ele opera usando comunicação de campo próximo (NFC) – a mesma tecnologia por trás dos pagamentos com cartão sem contato – para controlar os LEDs sem fio. Ao contrário dos IMC tradicionais que exigem implantes cerebrais diretos ou hardware externo volumoso, este dispositivo fica sob o couro cabeludo, projetando luz diretamente no tecido cerebral.
A chave é a modificação genética. As células cerebrais não respondem naturalmente à luz, por isso os investigadores usaram a edição genética para introduzir canais iónicos sensíveis à luz nos neurónios. Quando ativados pelos LEDs, esses canais acionam sinais neurais, permitindo um controle preciso da atividade cerebral. Esta técnica, conhecida como optogenética, permite aos pesquisadores contornar totalmente o sistema sensorial.
Experimentos com mouse demonstram funcionalidade
Em experimentos, ratos foram treinados para associar padrões de luz específicos a recompensas. Ao controlar os LEDs sem fio, os pesquisadores poderiam instruir o dispositivo a produzir diferentes rajadas de luz, que os ratos aprenderam a reconhecer e a responder. Por exemplo, certos padrões os guiaram em direção à água com açúcar escondida em um labirinto de laboratório.
“É como se pudéssemos projetar uma série de imagens – quase como se estivéssemos reproduzindo um filme – diretamente no cérebro, controlando [a] sequência de padrões”, disse John Rogers, autor sênior do estudo da Northwestern University.
O aparelho não se limita a estimular áreas de percepção visual; pode ativar neurônios em todo o córtex, permitindo padrões complexos de atividade neural.
Implicações para futuras pesquisas e próteses
A equipe vê um potencial significativo nas próteses. Esta tecnologia poderia adicionar sensações realistas – como toque ou pressão – a membros protéticos, ou mesmo restaurar informações auditivas ou visuais em pacientes com deficiências sensoriais.
Bin He, pesquisador de neuroengenharia da Universidade Carnegie Mellon não envolvido no estudo, chamou a técnica de “nova” e sugeriu que ela poderia ter “várias aplicações na pesquisa em neurociência usando modelos animais… e além”.
No entanto, permanecem obstáculos regulatórios. O maior desafio é garantir a aprovação do componente de modificação genética, uma vez que as técnicas optogenéticas estão apenas começando a ser exploradas em humanos. Embora se espere que o dispositivo funcione de forma semelhante em humanos, mais testes são necessários.
Esta tecnologia representa uma ferramenta poderosa para pesquisas fundamentais em neurociência. Ele permite que os cientistas contornem os canais sensoriais naturais e interajam diretamente com o cérebro, abrindo novos caminhos para a compreensão dos processos neurais. Embora ainda faltem anos para os testes em humanos, esta descoberta marca um passo significativo em direção a uma nova geração de interfaces cérebro-máquina.
