Eletrônica

Sensor flexível não-invasivo abre nova janela para o cérebro

Redação do Site Inovação Tecnológica - 15/11/2011

Sensor flexível registra sinais do cérebro com resolução inédita
Apenas 39 fios para suficientes para transmitir os sinais dos 720 nanotransistores que fazem a leitura direta dos sinais cerebrais.[Imagem: Travis Ross/Yun Soung Kim/University of Illinois at Urbana-Champaign]

Interface cérebro-computador

Um grupo de várias universidades norte-americanas desenvolveu um novo tipo de sensor multiplexado que é capaz de captar a atividade cerebral em resoluções inéditas.

O novo dispositivo tem a estrutura de uma folha plástica flexível e opera de forma totalmente não-invasiva, ou seja, dispensa os eletrodos rígidos que até agora precisavam ser literalmente inseridos no cérebro.

O novo dispositivo tornará possível a criação de uma nova geração de interfaces cérebro-computador para tratar doenças neurológicas e psiquiátricas, controles de computadores e equipamentos robotizados, além de levar as pesquisas na área de neurociências a um novo patamar

"A tecnologia que criamos pode se conformar à geometria única do cérebro, gravando e mapeando a atividade cerebral em resoluções que não eram possíveis até agora," disse o Dr. Brian Litt, da Universidade da Pensilvânia.

Sensor multiplexado

O sensor é composto por um conjunto multiplexado de 360 canais, formados por 720 nanotransistores de membrana, todos montados sobre um polímero ultrafino e muito flexível.

O conjunto pode ser colocado não apenas sobre a superfície cerebral, mas também no interior de sulcos e fissuras ou mesmo entre os hemisférios corticais, áreas que são fisicamente inacessíveis aos conjuntos de microeletrodos rígidos.

Os sensores neurais atuais exigem a conexão de um fio para cada sensor individual.

Isso significa que eles só podem monitorar regiões maiores do cérebro com baixa resolução, ou áreas menores com alta resolução - mas não as duas coisas ao mesmo tempo.

O novo sensor multiplexado e flexível usa 10 vezes menos fios, cobrindo uma área muito maior do cérebro com alta resolução.

Neuro-implantes

Nos testes em animais, os pesquisadores conseguiram registrar ondas de atividade cerebral em formato serrilhado que nunca haviam sido observadas antes.

Ondas semelhantes só haviam sido vistas ao longo do músculo cardíaco durante um evento potencialmente fatal, chamado fibrilação ventricular.

O próximo passo da pesquisa será testar o sensor em humanos, o que será feito em pacientes que sofrem ataques epilépticos.

Em última instância, os pesquisadores esperam que a malha flexível de sensores possa ser aperfeiçoada para uso em várias outras ações terapêuticas ao longo do corpo.

Ele poderá servir para a implantação de neuropróteses, marca-passos ou estimuladores neuromusculares, entre outros.

Bibliografia:

Flexible, foldable, actively multiplexed, high-density electrode array for mapping brain activity in vivo
Jonathan Viventi, Dae-Hyeong Kim, Leif Vigeland, Eric S Frechette, Justin A Blanco, Yun-Soung Kim, Andrew E Avrin, Vineet R Tiruvadi, Suk-Won Hwang, Ann C Vanleer, Drausin F Wulsin, Kathryn Davis, Casey E Gelber, Larry Palmer, Jan Van der Spiegel, Jian Wu, Jianliang Xiao, Yonggang Huang, Diego Contreras, John A Rogers, Brian Litt
Nature Neuroscience
13 November 2011
Vol.: Published online
DOI: 10.1038/nn.2973
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