Nanotecnologia

Sensor detecta sinais magnéticos das células nervosas

Sensor detecta sinais magnéticos das células nervosas
O sensor faz a leitura do nervo de uma cobaia (em cima), produzindo leituras claras e precisas. [Imagem: Kasper Jensen/NBI]

Magnetômetro

Pesquisadores dinamarqueses construíram um sensor capaz de detectar os campos magnéticos de intensidade extremamente baixa gerados pelo funcionamento das células humanas, como os neurônios e as células do músculo cardíaco.

O corpo humano é tipicamente controlado por impulsos elétricos, cujo movimento cria campos magnéticos. Esses campos já são usados em exames médicos, como a ressonância magnética, mas exigem equipamentos grandes e caros, baseados em ímãs supercondutores resfriados próximo do zero absoluto.

O novo sensor, que é pequeno e funciona a temperatura ambiente - na verdade na temperatura corporal -, detecta os campos magnéticos e gera uma leitura óptica, permitindo seu uso em uma ampla gama de aplicações, sobretudo no campo da saúde, eventualmente na substituição dos equipamentos atuais por aparelhos mais simples e mais baratos, até portáteis.

Além disso, como o sensor consegue calcular a velocidade com que os impulsos nervosos estão se movendo, ele poderá ser usado na detecção de um grande número de doenças nas quais os nervos ficam danificados, como na esclerose múltipla, em que os impulsos nervosos se movem mais lentamente, ou em doenças oculares, onde será possível fazer o diagnóstico sem ter de colocar eletrodos no olho.

Sensor à distância

O sensor tem aproximadamente 1 centímetro de comprimento e 1 milímetro de largura. Para fazer a leitura do campo magnético, basta aproximá-lo de um nervo, por exemplo. O pulso elétrico da célula nervosa gera um campo magnético que altera o spin dos átomos no interior do sensor, alteração essa detectada por um laser.

"O sensor óptico de campo magnético é baseado em um gás de átomos de césio presos em um pequeno recipiente de vidro. Cada átomo de césio é equivalente a uma pequena barra de ímã, que é afetada por campos magnéticos externos. Os átomos e, assim, os campos magnéticos, são monitorados usando luz laser," explica o professor Kasper Jensen, da Universidade de Copenhague.

Outra vantagem é que os campos magnéticos podem ser lidos a uma distância de vários centímetros das células nervosas, o que significa que o sensor não precisa entrar em contato com o corpo.

"É importante que o sensor não esteja diretamente em contato com o corpo, por exemplo para o diagnóstico de problemas cardíacos em fetos. O sensor de campo magnético é colocado no abdômen da mãe e você pode detectar facilmente e com segurança o batimento cardíaco do feto, podendo diagnosticar problemas cardíacos em uma fase inicial, para que o feto possa começar o tratamento certo rapidamente," disse Eugene Polzik, membro da equipe.

Bibliografia:

Non-invasive detection of animal nerve impulses with an atomic magnetometer operating near quantum limited sensitivity
Kasper Jensen, Rima Budvytyte, Rodrigo A. Thomas, Tian Wang, Annette M. Fuchs, Mikhail V. Balabas, Georgios Vasilakis, Lars D. Mosgaard, Hans C. Stærkind, Jörg H. Müller, Thomas Heimburg, Søren-Peter Olesen, Eugene S. Polzik
Nature Scientific Reports
Vol.: 6, Article number: 29638
DOI: 10.1038/srep29638




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