p Medir a atividade cerebral com precisão é essencial para desenvolver uma maior compreensão de doenças como epilepsia e distúrbios que afetam a função cerebral e o controle motor. Sondas neurais com alta resolução espacial são necessárias para registrar e estimular áreas funcionais específicas do cérebro. Agora, pesquisadores da Graphene Flagship desenvolveram um novo dispositivo para registrar a atividade cerebral em alta resolução, mantendo uma excelente relação sinal-ruído (SNR). Com base em transistores de efeito de campo de grafeno, os dispositivos flexíveis abrem novas possibilidades para o desenvolvimento de implantes e interfaces funcionais. p A pesquisa, publicado em Materiais 2D , foi um esforço colaborativo envolvendo os parceiros principais da Universidade Técnica de Munique (TU Munique; Alemanha), Institut d'Investigacions Biomèdiques August Pi i Sunyer (IDIBAPS; Espanha), Conselho Nacional de Pesquisa da Espanha (CSIC; Espanha), O Centro de Rede de Pesquisa Biomédica em Bioengenharia, Biomateriais e Nanomedicina (CIBER-BBN; Espanha) e o Instituto Catalão de Nanociência e Nanotecnologia (ICN2; Espanha).

p Os dispositivos foram usados ​​para registrar os grandes sinais gerados pela atividade pré-epiléptica em ratos, bem como os menores níveis de atividade cerebral durante o sono e em resposta à estimulação visual de luz. Esses tipos de atividades levam a sinais elétricos muito menores, e estão no nível de atividade cerebral típica. A atividade neural é detectada por meio de campos elétricos altamente localizados gerados quando os neurônios disparam, tão densamente embalado, dispositivos de medição ultrapequenos são importantes para leituras cerebrais precisas.

p As sondas neurais são colocadas diretamente na superfície do cérebro, portanto, a segurança é de suma importância para o desenvolvimento de dispositivos de implante neural baseados em grafeno. Mais importante, os pesquisadores determinaram que as sondas baseadas em grafeno não são tóxicas, e não induziu nenhuma inflamação significativa.

p Dispositivos implantados no cérebro como próteses neurais para tecnologias de estimulação cerebral terapêutica e interfaces para dispositivos sensoriais e motores, como membros artificiais, são uma meta importante para melhorar a qualidade de vida dos pacientes. Este trabalho representa um primeiro passo para o uso do grafeno em pesquisas, bem como em dispositivos neurais clínicos, mostrando que as tecnologias baseadas em grafeno podem fornecer a alta resolução e o alto SNR necessários para essas aplicações.

p O primeiro autor Benno Blaschke (TU Munich) disse que "O grafeno é um dos poucos materiais que permite a gravação em uma configuração de transistor e, simultaneamente, cumpre todos os outros requisitos para sondas neurais, como flexibilidade, biocompabilidade e estabilidade química. Embora o grafeno seja ideal para eletrônicos flexíveis, Foi um grande desafio transferir nosso processo de fabricação de substratos rígidos para flexíveis. A próxima etapa é otimizar o processo de fabricação em escala de wafer e melhorar a flexibilidade e estabilidade do dispositivo. "

p José Antonio Garrido (ICN2), liderou a pesquisa. Ele disse "A conformidade mecânica é um requisito importante para sondas e interfaces neurais seguras. Atualmente, o foco está em materiais ultramacios que podem se adaptar conforme a superfície do cérebro. As interfaces neurais de grafeno já mostraram um grande potencial, mas temos que melhorar o rendimento e a homogeneidade da produção do dispositivo para avançar em direção a uma tecnologia real. Uma vez que tenhamos demonstrado a prova de conceito em estudos com animais, o próximo objetivo será trabalhar em direção ao primeiro ensaio clínico em humanos com dispositivos de grafeno durante o mapeamento intraoperatório do cérebro. Isso significa abordar todas as questões regulatórias associadas aos dispositivos médicos, como segurança, biocompatibilidade, etc. "