Um feito inédito da equipe de pesquisadores da Universidade de Bath (Inglaterra) conseguiu reproduzir a atividade biológica de neurônios usando chips de silicone.
Os “neurônios artificias” requerem apenas 140 nanoWatts para funcionar, o que é um bilionésimo da energia necessária a microprocessadores utilizados em outros estudos.
Os chips tem a função de curar doenças crônicas como o Alzheimer que faz com que os neurônios não funcionem adequadamente.
Também podem servir para restaurar a função em casos nos quais as células pararam de funcionar totalmente, como lesões na medula espinhal.
Os neurônios artificiais também poderiam tratar condições como insuficiência cardíaca.
É que alguns neurônios na base do cérebro não trabalham adequadamente, de forma que não enviam os sinais corretos para o coração, que por sua vez não bombeia tão forte quanto deveria.
Para criar os chips os pesquisadores tiveram que fazer cálculos e criar modelos para tentar elucidar como neurônios específicos respondiam a certos estímulos elétricos.
Ao projetar os chips de silicone, os pesquisadores tentaram imitar a resposta dos neurônios a uma variedade de estímulos. E conseguiram replicar com sucesso a dinâmica dos neurônios respiratórios e do hipocampo em ratos.
“Nosso trabalho é paradigmático porque fornece um método robusto para reproduzir as propriedades elétricas de neurônios reais em mínimos detalhes”, disse o principal autor do estudo, Alain Nogaret, do Departamento de Física da Universidade de Bath.
Nogaret explica que a abordagem do estudo combina várias descobertas.
“Podemos estimar com precisão os parâmetros que controlam o comportamento de qualquer neurônio.
Criamos modelos físicos do hardware e demonstramos sua capacidade de simular com êxito o comportamento de neurônios vivos reais. Nosso terceiro avanço é a versatilidade do nosso modelo, que permite a inclusão de diferentes tipos e funções de uma variedade de neurônios mamíferos complexos”, diz o pesquisador.
Uma vez que os neurônios artificiais podem ser miniaturizados e implantados, isso cria diversas oportunidades para dispositivos médicos inteligentes e personalizados.
“Por exemplo, estamos desenvolvendo marcapassos inteligentes que não apenas estimulam o coração a bombear a um ritmo constante, mas usam esses neurônios para responder em tempo real às demandas impostas ao coração – o que acontece naturalmente em um coração saudável.
Outras possíveis aplicações poderiam ser no tratamento de doenças como Alzheimer e doenças degenerativas neuronais de maneira mais geral”, conclui Nogaret.
