Pesquisadores da Universidade Cornell, trabalhando com colaboradores, desenvolveram um implante neural extremamente pequeno que pode ser colocado sobre um grão de sal. Apesar do seu tamanho, o dispositivo pode transmitir dados sem fio sobre a atividade cerebral de animais vivos por mais de um ano.
Avançar, relatar Eletrônica da Naturezamostra que os sistemas microeletrônicos podem operar em uma escala significativamente menor. Isto poderia abrir a porta a novas abordagens na monitorização do cérebro, sensores biointegrados e outras aplicações médicas e tecnológicas.
O que é um dispositivo MOTE?
O dispositivo é conhecido como eletrodo sem fio optoeletrônico de microescala, ou MOTE. Seu desenvolvimento foi liderado por Alyosha Molnar, professor da Escola de Engenharia Elétrica e de Computação de Cornell, e Sanwu Li, professor assistente da Universidade Tecnológica de Nanyang. Anteriormente, Li começou a trabalhar na tecnologia como pesquisador de pós-doutorado no laboratório de Molnar.
Como o implante usa luz para transmitir sinais ao cérebro
O MOTE funciona usando raios laser vermelhos e infravermelhos que passam com segurança pelo tecido cerebral. Ele envia dados de volta emitindo pequenos pulsos de luz infravermelha que codificam sinais elétricos do cérebro.
O núcleo do dispositivo consiste em um diodo semicondutor feito de arsenieto de alumínio e gálio. Este componente captura a luz que entra para alimentar o sistema e emite luz para transmitir dados. O implante também inclui um amplificador de baixo ruído e um codificador óptico, ambos construídos com a mesma tecnologia de semicondutores usada nos microchips do dia a dia.
O dispositivo tem cerca de 300 mícrons de comprimento e 70 mícrons de largura.
“Até onde sabemos, este é o menor implante neural que irá medir a atividade elétrica no cérebro e depois reportá-la sem fio”, disse Molnar. “Ao usar modulação de posição de pulso para o código – o mesmo código usado em comunicações ópticas para satélites, por exemplo – podemos usar muito pouca energia para comunicações e ainda assim retornar dados opticamente com sucesso.”
Aplicações futuras para monitoramento cerebral e corporal
De acordo com Molnar, os materiais utilizados no MOTE poderiam permitir aos pesquisadores registrar a atividade cerebral durante exames de ressonância magnética, o que em grande parte não é possível com os implantes atuais. A tecnologia também pode ser adaptada para outras partes do corpo, incluindo a coluna vertebral, e eventualmente combinada com inovações futuras, como a optoeletrônica incorporada em placas cranianas artificiais.
