p Pesquisadores de engenharia da Universidade do Texas em Austin desenvolveram projetos ultraflexíveis, Sondas cerebrais de fio nanoeletrônico (NET) que podem obter um registro neural de longo prazo mais confiável do que as sondas existentes e não provocam a formação de cicatrizes quando implantadas. Os pesquisadores descreveram suas descobertas em um artigo de pesquisa publicado em 15 de fevereiro em Avanços da Ciência . p Uma equipe liderada por Chong Xie, professor assistente do Departamento de Engenharia Biomédica da Cockrell School of Engineering, e Lan Luan, um cientista pesquisador na Escola Cockrell e na Faculdade de Ciências Naturais, desenvolveram novas sondas que têm complacências mecânicas que se aproximam do tecido cerebral e são mais de 1, 000 vezes mais flexível do que outras sondas neurais. Essa ultra-flexibilidade leva a uma capacidade aprimorada de registrar e rastrear com segurança a atividade elétrica de neurônios individuais por longos períodos de tempo. Há um interesse crescente no desenvolvimento de rastreamento de longo prazo de neurônios individuais para aplicações de interface neural, como a extração de sinais de controle neural para amputados para controlar próteses de alto desempenho. Também abre novas possibilidades para acompanhar a progressão de doenças neurovasculares e neurodegenerativas, como acidente vascular cerebral, Doenças de Parkinson e Alzheimer.

p Um dos problemas com as sondas convencionais é seu tamanho e rigidez mecânica; suas dimensões maiores e estruturas mais rígidas costumam causar danos ao redor do tecido que envolvem. Adicionalmente, embora seja possível para os eletrodos convencionais registrar a atividade cerebral por meses, eles geralmente fornecem gravações não confiáveis ​​e degradantes. Também é um desafio para os eletrodos convencionais rastrear eletrofisiologicamente neurônios individuais por mais de alguns dias.

p Em contraste, os eletrodos da equipe da UT Austin são flexíveis o suficiente para obedecer aos movimentos em microescala do tecido e ainda permanecer no lugar. O tamanho da sonda também reduz drasticamente o deslocamento do tecido, então a interface do cérebro é mais estável, e as leituras são mais confiáveis ​​por longos períodos de tempo. Para o conhecimento dos pesquisadores, a sonda UT Austin - que é tão pequena quanto 10 mícrons a uma espessura abaixo de 1 mícron, e tem um corte transversal que é apenas uma fração daquele de um neurônio ou capilar sanguíneo - é o menor entre todas as sondas neurais.

p "O que fizemos em nossa pesquisa foi provar que podemos suprimir a reação do tecido enquanto mantemos um registro estável, "Xie disse." No nosso caso, porque os eletrodos são muito, muito flexível, não vemos nenhum sinal de dano cerebral - os neurônios permaneceram vivos mesmo em contato com as sondas NET, as células gliais permaneceram inativas e a vasculatura não vazou. "

p Em experimentos em modelos de camundongos, os pesquisadores descobriram que a flexibilidade e o tamanho da sonda impediam a agitação das células gliais, que é a reação biológica normal a um corpo estranho e leva a cicatrizes e perda neuronal.

p "A parte mais surpreendente do nosso trabalho é que o tecido cerebral vivo, o sistema biológico, realmente não se importa em ter um dispositivo artificial por meses, "Luan disse.

p Os pesquisadores também usaram técnicas de imagem avançadas em colaboração com o professor de engenharia biomédica Andrew Dunn e os neurocientistas Raymond Chitwood e Jenni Siegel do Instituto de Neurociência da UT Austin para confirmar que a interface neural habilitada para NET não se degradou no modelo do mouse por mais de quatro meses de experimentos. Os pesquisadores planejam continuar testando suas sondas em modelos animais e esperam eventualmente se envolver em testes clínicos. A pesquisa recebeu financiamento do programa de concessão de sementes UT BRAIN, o Departamento de Defesa e os Institutos Nacionais de Saúde.