Robótica

Circuitos neurais vivos são criados em laboratório

Circuitos neurais vivos criados em laboratório
Os circuitos neurais artificiais disparando, seguindo coordenadamente sua "estrada de triângulos". [Imagem: Jang/Nam/IOP]

Redes neurais vivas

Os cientistas estão tentando usar memristores para criar circuitos neurais que façam uma interligação mais tranquila entre o eletrônico e o biológico.

Tudo pode ser mais fácil, incluindo o aprendizado sobre o funcionamento de coisas como o nosso cérebro, se for possível usar células neurais vivas.

A partir daí, os cientistas poderão isolar os mecanismos básicos e construir, por exemplo, cérebros robóticos capazes de aprender, mesmo que façam isso com componentes semicondutores inorgânicos.

Há muitas equipes tentando fazer isso, mas não é nada fácil - senão impraticável - pegar neurônios, um por um, e criar uma rede com eles, como se criam circuitos eletrônicos com transistores.

Microcérebros

Agora, cientistas coreanos encontraram uma forma de guiar os neurônios em laboratório para que eles cresçam e se interliguem de força precisa.

Min Jang e Yoonkey Nam, do instituto KAIST, usaram pequenos triângulos, quadrados e estrelas para guiar o crescimento dos neurônios em um disco de Petri, criando circuitos neurais vivos que operam de forma controlada.

A plataforma de criação desses circuitos neurais terá largo impacto e aplicações muito além da robótica.

Torna-se possível, em princípio, integrar esses guias geométricos em suportes de crescimento celular, ajudando na regeneração de neurônios em lesões no corpo humano, na medula espinhal, por exemplo.

O próximo passo, segundo o Dr. Nam, é "verificar se podemos projetar um modelo de tecido neural que imite biologicamente alguns circuitos neurais do nosso cérebro".

Circuito integrado neurobiológico

Depois de testar os diversos formatos, os cientistas verificaram que o triângulo é o formato mais eficaz para guiar o crescimento dos axônios ao longo de rotas específicas, para formar um circuito completo.

Cada um dos "moldes" para crescimento dos neurônios mede 1 cm x 1 cm, com os triângulos postos em espaçamentos de 10 micrômetros. Os neurônios foram coletados do cérebro de ratos e postos para crescer em um meio de cultura.

Eles obedecem com muito critério o alinhamento dos triângulos, cujos vértices guiam o crescimento das células - quanto mais pontiagudo é o triângulo, mais obediente o neurônio se torna.

"Em resumo, nós integramos a microtecnologia com a neurobiologia, criando uma nova solução de engenharia," disse Nam.

Bibliografia:

Geometric effect of cell adhesive polygonal micropatterns on neuritogenesis and axon guidance
Min Jee Jang, Yoonkey Nam
Journal of Neural Engineering
Vol.: 9 046019
DOI: 10.1088/1741-2560/9/4/046019




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