Nas fronteiras da ciência cyborg

Já não sendo mais só para os fãs de ficção científica, a tecnologia cyborg está-nos a trazer um progresso tangível para pele eletrónica na vida real, próteses e circuitos ultra-flexíveis. Agora levando este conceito de homem-máquina para um nível sem precedentes, cientistas pioneiros estão trabalhando no casamento sem rutura entre a eletrónica e a sinalização do cérebro com o potencial de transformar a nossa compreensão de como o cérebro funciona - e como tratar suas doenças mais devastadoras.

A apresentação teve lugar no 248.º Encontro Nacional & Exposição da Sociedade Química Americana (American Chemical Society – ACS), a maior sociedade científica do mundo. O encontro teve cerca de 12.000 apresentações visando uma ampla gama de temas da ciência.

"Ao concentrarmo-nos nas conexões nanoeletrónicas entre as células, podemos fazer coisas que ninguém fez antes," diz Charles M. Lieber, Ph.D. "Nós realmente estamos a caminhar para um novo regime de tamanho para não só o dispositivo que grava ou estimula a atividade celular, mas também para todo o circuito. Nós podemos fazer isso realmente parecer-se e comportar-se como material biológico inteligente e suave, e integrá-lo com as células e redes celulares no nível do tecido inteiro. Isso pode ficar em torno de um monte de problemas graves de saúde em doenças neurodegenerativas no futuro. "

Estes distúrbios, tais como a doença de Parkinson, que envolvem células nervosas com defeito, pode levar a dificuldades com os movimentos mais banais e essenciais que a maioria de nós tomamos por garantido: andar, falar, comer e engolir.

Os cientistas estão a trabalhar arduamente para chegar ao fundo dos distúrbios neurológicos. Mas eles envolvem órgão mais complexo do corpo - o cérebro - que é em grande parte inacessível a uma análise detalhada, em tempo real. Essa incapacidade de ver o que está a acontecer no centro de comando do corpo impede o desenvolvimento de tratamentos eficazes para doenças que dele derivam.

Através do uso da nanoeletrónica, poderia tornar-se possível para os cientistas olhar para o interior das células, pela primeira vez, e ver o que está a acontecer de errado em tempo real e, idealmente, colocá-las num caminho funcional novamente.

Nos últimos anos, Lieber tem vindo a trabalhar para diminuir drasticamente a ciência cyborg para um nível que é milhares de vezes menor e mais flexível que outros esforços de investigação bioeletrónicos. A sua equipa fez nanofios ultrafinos que podem monitorar e influenciar o que se passa no interior das células. Usando esses fios, construíram andaimes de malha 3-D ultrafléxiveis, com centenas de unidades eletrónicas endereçáveis​​, e têm crescido tecido vivo neles. Eles também desenvolveram a sonda eletrónica mais ínfima de sempre que pode gravar até mesmo a sinalização mais rápida entre as células.

A rápida sinalização das células controla todos os movimentos do corpo, incluindo a respiração e a deglutição, que são afetados nalgumas doenças neurodegenerativas. E é a este nível que a promessa do trabalho mais recente de Lieber entra em cena.

Numa das últimas direções do laboratório, a equipa de Lieber está a descobrir como injetar a sua pequena e ultrafléxivel eletrónica no cérebro e permitir que se tornem totalmente integrados com a web biológica existente de neurónios. Eles estão atualmente nos estágios iniciais do projeto e estão trabalhando com ratos-modelo.

"É difícil dizer onde este trabalho nos vai levar", diz ele. "Mas no final, eu acredito que a nossa abordagem única nos levará num caminho para fazer algo realmente revolucionário."

Lieber reconhece financiamentos do Departamento de Defesa dos EUA, dos Institutos Nacionais de Saúde e da Força Aérea dos EUA.

A ACS é uma organização sem fins lucrativos privilegiada pelo Congresso dos EUA. Com mais de 161.000 membros, a ACS é a maior sociedade científica do mundo e líder global no fornecimento de acesso à investigação no domínio da química através de suas múltiplas bases de dados, revistas e jornais e conferências científicas. Os seus escritórios principais estão em Washington, DC, e Columbus, Ohio (ambos nos EUA).





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