NOVA FORMA DE OBSERVAR A ATIVIDADE CEREBRAL: O NEURO-CHIP

A ficção científica de fusão de homem e máquina se desenrolou por décadas nas telas dos cinemas. Mas a era híbrida biônica parece bastante próxima à vida real. No laboratório da Universidade de Calgary, onde cientistas que fizeram história fundindo células do cérebro de caracol a um microchip de computador estão prontos para tentar o mesmo feito com células humanas.

Pesquisadores do Hotchkiss Brain Institute, da Universidade de Calgary, fizeram um avanço importante na conexão de células cerebrais a um novo chip de silício projetado pelo National Research Council of Canada, que lhes permite a visualização direta da atividade de neurônios como nunca antes.

"Costumava ser como ver duas pessoas falando à distância. Você não sabia o que eles estavam dizendo ou até mesmo em que língua eles estavam falando. Mas agora é como colocar um microfone ao lado deles", disse o professor Naweed Syed, chefe do departamento de biologia celular e anatomia da universidade, que liderou o trabalho sobre o chamado Neurochip.

"Essa tecnologia simples não apenas acelerará o desenvolvimento de novas tecnologias para gerarmos imagens da atividade das células cerebrais, mas também colocará Alberta, Canadá, na vanguarda da inovação em novas abordagens para dispositivos de triagem de drogas", diz Syed.

Publicado na revista Biomedical Microdevices, o recente trabalho de Calgary torna imediatamente possível usar um neurochip para rastrear fármacos em pacientes com distúrbios cerebrais e determinar quais provavelmente funcionarão com base no que as células cerebrais "dizem".

Syed disse que sua equipe planeja realizar o primeiro experimento de triagem de drogas nos próximos meses sobre tecido cerebral retirado de um paciente submetido a cirurgia para epilepsia.

Ser capaz de monitorar o diálogo entre célula e chip de silício é um passo crucial para um dia manipulá-la, aumentando a possibilidade de implantes de neurochip que podem operar membros artificiais, ajudar a restaurar a visão ou a linguagem após um acidente vascular cerebral ou reparar neurônios que funcionem mal. O trabalho também sugere um futuro em que os neurônios vivos poderiam ajudar a impulsionar circuitos de silício em uma unidade central de processamento, tornando-se parte do que alguns observadores chamam de "um computador orgânico".

"O avanço feito está no desenho de uma ferramenta mais simples - que é a criação de um microchip [para facilitar] a análise", disse ele. Até agora, o grupo de Calgary havia conduzido a maior parte de suas pesquisas em células retiradas de cérebros de ratos e caracóis. Os neurônios do caracol, explicou Syed, têm de quatro a dez vezes o tamanho das células cerebrais humanas e mais fáceis de manipular em um chip de um milímetro quadrado.

Embora o tamanho do chip não tenha mudado, ele disse que o novo design permitirá que os pesquisadores monitorem a atividade das células cerebrais com detalhes poderosos durante vários dias. As células cerebrais falam umas com as outras em uma linguagem de sinais elétricos e químicos que estimulam cada neurônio a se excitar ou inibir. Sinais químicos passam entre uma série de fibras nervosas, conhecidas como conexões sinápticas. Os sinais elétricos passam por canais na superfície da célula chamados canais iônicos.

"Podemos acompanhar mudanças sutis na atividade cerebral no nível dos canais iônicos e potenciais sinápticos, que são os locais-alvo mais adequados para o desenvolvimento de medicamentos", disse Syed. Tal como está, a maioria dos testes de drogas é um processo complicado envolvendo células em uma placa de Petri que pode ser medido apenas uma ou duas células de cada vez. O método chip permite que os pesquisadores registrem redes inteiras de células de uma só vez. Os novos neurochips também foram totalmente automatizados para que qualquer pesquisador - sem meses de treinamento - possa juntar células ao microchip e facilmente avaliar sua reação a vários medicamentos, disse Syed. Mas o chip não sai barato, admitiu ele, estimando que, por enquanto, o custo seria de US $ 30 mil para 750 chips reutilizáveis.

O Dr. Syed, de 53 anos, disse que vê o neurochip como um trabalho em evolução que acabará servindo como um dispositivo implantável que pode direcionar as células. Ele imagina, um dia, um microchip que possa ser "sintonizado por uma frequência especial" e transmitir mensagens elétricas para outras partes do cérebro para bloquear a dor ou o desejo por uma droga de abuso, por exemplo. "É disso que o sonho realmente se trata ... onde um dispositivo feito pelo homem pode ser integrado ao tecido humano vivo e se tornar parte dele", disse Syed. "Muitas pessoas ainda pensam que a biônica é ficção científica", disse Syed. "Não é. Já está aqui."

Fontes:
https://www.theglobeandmail.com/life/health-and-fitness/calgary-scientists-to-create-human-neurochip/article1368807/

http://epilepsyu.com/2016/10/27/university-of-calgary-neuro-chip-offe 

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