Pele eletrônica envia sinais diretamente para o cérebro

Redação do Site Inovação Tecnológica - 25/05/2023

A pele eletrônica é macia e elástica o suficiente para ser enrolada ao redor de um dedo.
[Imagem: Jiancheng Lai e Weichen Wang/Stanford University]

Interface pele-cérebro

Um novo protótipo de pele artificial consegue converter sinais de sensores de pressão ou temperatura diretamente em sinais cerebrais.

Quando essa pele eletrônica foi conectada ao cérebro de um rato, bastava tocar no dispositivo para que o animal movimentasse a perna.

O teste comprovou que a pele artificial imita a pele biológica, onde os nervos detectam pressão ou calor e então enviam sequências de sinais elétricos para o cérebro.

Weichen Wang e seus colegas da Universidade de Stanford criaram o dispositivo a partir de um circuito eletrônico e de sensores de pressão e temperatura, mas todos fabricados a partir de um material fino e elástico. A equipe fundiu esses componentes para criar uma espécie de curativo adesivo, que se adapta facilmente a superfícies irregulares, como um dedo humano.

Ação motora

Quando são aquecidos ou quando recebem pressão, os sensores enviam seus respectivos sinais para o circuito, que os converte em ondas de pulso - também chamadas de trens de pulso -, ondas cujos ciclos têm diferentes formatos, e não apenas o formato senoidal tradicional. As ondas são formatadas pelo circuito para que se assemelhem às que o cérebro entende como "comandos" vindos da pele.

As sensações da pele podem desencadear movimentos musculares rápidos, então os pesquisadores conectaram sua pele eletrônica ao sistema nervoso de um rato vivo, conectando os eletrodos à região do cérebro que processa o toque e a temperatura.

Quando a pele eletrônica era tocada, o cérebro do rato reagia disparando mais sinais entre os neurônios na região que controla o movimento. Quando os pesquisadores direcionaram esses sinais para a perna do rato por meio de um dispositivo de sinapse artificial, ele movimentava a perna.

Demonstrações do estiramento da pele eletrônica, mantendo a funcionalidade integral.
[Imagem: Weichen Wang et al. - 10.1126/science.ade0086]

Vantagens e melhorias

Ainda há melhorias a serem feitas antes que a pele eletrônica atinja o nível de uso médico.

Neste estágio, o dispositivo transmite todos os dados sensoriais direto para o cérebro, sem filtragem, mas a pele humana não lida com os dados sensoriais dessa maneira. Por exemplo, a pressão que você exerce nas pontas dos dedos ao segurar uma caneta requer mais atenção do cérebro do que as sensações da pele em outras partes da mão, que são filtradas.

Uma das principais vantagens deste protótipo é que ele funciona usando 60 vezes menos energia do que as peles eletrônicas demonstradas anteriormente, o que significa que a pele eletrônica não esquenta tanto, tornando-a mais confortável para uso prolongado, disse Wang.

Isso é importante porque qualquer pele artificial projetada para ser aplicada como prótese para pessoas com lesões na pele precisa ser confortável o suficiente para ser usada por um longo tempo.

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