Próteses biônicas serão ligadas ao cérebro com luz

Da New Scientist - 26/10/2010

Os cientistas desenvolveram sensores fotônicos que poderão melhorar as conexões entre os nervos e os membros biônicos ao substituir os eletrodos metálicos por luz.
[Imagem: DARPA/JHUAPL/HDT Engineering Services]

Imagine um braço ou uma perna biônicos que possam ser plugados diretamente no sistema nervoso humano.

Isso poderá permitir que o cérebro controle o movimento da prótese e que seu portador receba sensações detectados por ela, como o calor de uma chama ou a pressão de um aperto de mão.

Próteses robóticas

Quase todas as atuais interfaces neurais são eletrônicas, usando componentes metálicos que geralmente são rejeitados pelo organismo - para uma alternativa, veja Eletrodos plásticos tornam chips neurais compatíveis com cérebro.

Mas a equipe de Marc Christensen, da Universidade Metodista Meridional de Dallas, nos Estados Unidos, está desbravando o caminho rumo a essas próteses plug & play futuristas.

O grupo desenvolveu sensores fotônicos que poderão melhorar as conexões entre os nervos e os membros biônicos ao substituir os eletrodos metálicos por luz.

As fibras ópticas e os plásticos utilizados nesses sensores fotônicos são menos propensos a gerar respostas imunológicas, que acabam em rejeição. E não sofrem qualquer tipo de corrosão.

Por enquanto os sensores estão em fase de protótipos, e ainda são muito grandes para serem implantados no corpo. Mas a equipe afirma que a miniaturização é um passo natural.

Sensores fotônicos

Os sensores fotônicos são baseados em capas plásticas esféricas que mudam de formato sob a ação de um campo elétrico. As capas são acopladas a fibras ópticas, que transmitem a luz.

A maneira como a luz viaja no interior da esfera é chamado "modo de galeria sussurrante", um nome inspirado na Catedral de São Paulo, em Londres, onde o som viaja mais longe do que o normal porque as ondas refletem ao longo de uma parede côncava.

O princípio de funcionamento dos sensores fotônicos é que o campo elétrico associado com um impulso nervoso pode afetar o formato da esfera, o que irá mudar a ressonância da luz no interior do dispositivo - ou seja, o nervo efetivamente se torna parte do circuito fotônico.

Em teoria, a alteração na ressonância da luz que passa pela fibra óptica pode informar ao braço robótico que o cérebro está querendo mover um dedo, por exemplo.

Os sinais podem ser transmitidos no sentido inverso disparando um laser infravermelho diretamente sobre o nervo, que pode ser guiado por um refletor instalado na extremidade da fibra óptica.

Cão robótico

Os cientistas planejam testar o primeiro protótipo em um cão ou em um gato nos próximos dois anos. Para isso eles já contam com um financiamento de US$5,6 milhões.

Vários pesquisadores se mostraram entusiasmados com o trabalho. Mas Marc Gasson, da Universidade de Reading, no Reino Unido, afirma que ainda haverá problemas de rejeição.

"Certamente esses materiais são largamente biocompatíveis. Entretanto, eu duvido que você possa descartar totalmente alguma forma de resposta imunológica," disse Garson, que recentemente afirmou ter infectado a si próprio com um vírus de computador.