Um neuroimplante de grafeno poderia simultaneamente “ler mentes” e tratar a doença de Parkinson

A startup Inbrain Neuroelectronics, com sede em Barcelona, ​​garantiu permissão para os primeiros experimentos do mundo com um neuroimplante de grafeno promissor. Ao contrário dos eletrodos metálicos tradicionais para leitura da atividade das células cerebrais, o grafeno não está sujeito a alterações eletroquímicas, o que permitirá uma estimulação tecidual mais poderosa e com efeito terapêutico pronunciado. Os implantes de grafeno não apenas lerão sinais, mas também curarão.

Fonte da imagem: Neuroeletrônica Inbrain

A imersão de eletrodos de implante no cérebro ou em contato próximo com tecido cerebral vivo é equivalente à imersão de metal em um eletrólito. Mesmo quando um sinal elétrico fraco passa pela interface eletrólito/metal, ocorrem os chamados processos de Faraday (redox eletroquímico), que reduzem gradualmente a eficiência dos eletrodos. A situação se agrava se for necessário estimular o tecido cerebral com impulsos mais fortes, o que, por exemplo, deve ser feito para terapia (tratamento).

Engenheiros da Inbrain Neuroelectronics propuseram contornar essa limitação usando eletrodos de grafeno. O grafeno é carbono comum com alta condutividade devido à sua estrutura. Em um eletrólito não é oxidado nem reduzido. Um sensor de grafeno implantado no cérebro na forma de um conjunto de pontos do tamanho de mícrons será capaz de ler impulsos do tecido nervoso do paciente e, se necessário, retornar impulsos estimulantes de maior potência sem medo de causar deterioração na operação dos eletrodos, e é melhor não interferir mais uma vez no cérebro, com o qual tudo vai concordar.

Pela primeira vez no mundo, o sensor Inbrain será testado neste verão na Universidade de Manchester durante uma cirurgia para remover o tumor cerebral de um paciente. O sensor Inbrain será usado neste caso como um registrador de tecido saudável para determinar os limites do tumor, de modo a não remover áreas do cérebro do paciente não afetadas pela doença. Na próxima etapa, o sensor será testado em um paciente com doença de Parkinson. A interface, neste caso, é colocada na região da via nigroestriatal, o que ajudará a registrar a atividade cerebral do paciente em alta resolução durante sua atividade.

Na segunda etapa, o sensor também não será utilizado diretamente para restaurar a saúde do paciente. Sua tarefa será identificar sintomas que indiquem melhora ou piora da doença. Isto deverá ajudar a reduzir o uso de medicamentos muitas vezes inseguros em até 50%.

Na terceira etapa de testes do neurossensor de grafeno, ele será utilizado diretamente no tratamento do mal de Parkinson. A solução proposta será capaz de suportar um pulso 200 vezes mais forte que os eletrodos metálicos sem desencadear reações de Faraday. A empresa já testou implantes de grafeno quanto à biocompatibilidade com tecido cerebral em “animais de grande porte” e está confiante de que as pessoas não terão problemas de compatibilidade com o grafeno.

A produção de sensores de grafeno é bastante simples, afirma a empresa. Eles podem ser produzidos em qualquer fábrica de semicondutores, mesmo que não seja a mais moderna. Sua espessura é de 10 mícrons e os pontos de contato variam em tamanho de 25 a 300 mícrons.