p As fibras implantáveis ​​têm sido um enorme benefício para a pesquisa do cérebro, permitindo que os cientistas estimulem alvos específicos no cérebro e monitorem as respostas elétricas. Mas estudos semelhantes nos nervos da medula espinhal, o que pode levar a tratamentos para aliviar lesões da medula espinhal, foram mais difíceis de realizar. Isso porque a coluna se flexiona e se estica conforme o corpo se move, e o relativamente rígido, as fibras quebradiças usadas hoje podem danificar o delicado tecido da medula espinhal. p Agora, pesquisadores desenvolveram uma fibra parecida com a borracha que pode flexionar e esticar ao mesmo tempo em que fornece ambos os impulsos ópticos, para estimulação optoeletrônica, e conexões elétricas, para estimulação e monitoramento. As novas fibras são descritas em artigo da revista Avanços da Ciência , pelos alunos de pós-graduação do MIT Chi (Alice) Lu e Seongjun Park, Professora Polina Anikeeva, e outros oito no MIT, a Universidade de Washington, e a Universidade de Oxford.

p “Eu queria criar uma interface multimodal com propriedades mecânicas compatíveis com os tecidos, para estimulação neural e registro, "como uma ferramenta para melhor compreender as funções da medula espinhal, diz o Lu. Mas era essencial que o dispositivo fosse extensível, porque "a medula espinhal não apenas se dobra, mas também se estica durante o movimento". A escolha óbvia seria algum tipo de elastômero, um composto parecido com borracha, mas a maioria desses materiais não são adaptáveis ​​ao processo de estiramento da fibra, que transforma um pacote relativamente grande de materiais em um fio que pode ser mais estreito do que um fio de cabelo.

p A medula espinhal "sofre alongamentos de cerca de 12 por cento durante o movimento normal, "diz Anikeeva, que é o Professor de Desenvolvimento de Carreira da Classe de 1942 no Departamento de Ciência e Engenharia de Materiais. "Você nem mesmo precisa entrar em um 'cão para baixo' [posição de ioga] para ter essas mudanças." Portanto, encontrar um material que corresponda a esse grau de elasticidade pode potencialmente fazer uma grande diferença para a pesquisa. "O objetivo era imitar a elasticidade, maciez e flexibilidade da medula espinhal, "ela diz." Você pode combinar a elasticidade com uma borracha. Mas desenhar borracha é difícil - a maioria delas simplesmente derrete, " ela diz.

p "Eventualmente, gostaríamos de poder usar algo assim para combater lesões na medula espinhal. Mas primeiro, temos que ter biocompatibilidade e ser capazes de suportar as tensões na medula espinhal sem causar nenhum dano, " ela diz.

p A equipe combinou um elastômero transparente recém-desenvolvido, que poderia atuar como um guia de ondas para sinais ópticos, e um revestimento formado por uma malha de nanofios de prata, produzir uma camada condutora para os sinais elétricos. Para processar o elastômero transparente, o material foi embutido em um revestimento de polímero que o permitiu ser puxado em uma fibra que provou ser altamente esticável, bem como flexível, Lu diz. O revestimento é dissolvido após o processo de estiramento.

p Após todo o processo de fabricação, o que resta é a fibra transparente com condutividade elétrica, revestimentos de nanofios elásticos. "É realmente apenas um pedaço de borracha, mas condutivo, "Anikeeva diz. A fibra pode esticar em pelo menos 20 a 30 por cento sem afetar suas propriedades, ela diz.

p As fibras não são apenas esticáveis, mas também muito flexíveis. "Eles são tão flexíveis, você poderia usá-los para fazer suturas e fornecer luz ao mesmo tempo, " ela diz.

p "Somos os primeiros a desenvolver algo que permite gravação elétrica simultânea e estimulação óptica na medula espinhal de ratos que se movem livremente, "Lu diz." Portanto, esperamos que nosso trabalho abra novos caminhos para a pesquisa neurocientífica. "Os cientistas que fazem pesquisas sobre lesões ou doenças da medula espinhal geralmente devem usar animais maiores em seus estudos, porque as fibras nervosas maiores podem suportar os fios mais rígidos usados ​​para estímulo e registro. Embora os camundongos sejam geralmente muito mais fáceis de estudar e estejam disponíveis em muitas cepas geneticamente modificadas, anteriormente não havia tecnologia que permitisse sua utilização para este tipo de pesquisa, ela diz.

p “Existem muitos tipos diferentes de células na medula espinhal, e não sabemos como os diferentes tipos respondem à recuperação, ou falta de recuperação, depois de uma lesão, "diz ela. Estas novas fibras, os pesquisadores esperam, poderia ajudar a preencher algumas dessas lacunas. p Esta história foi republicada por cortesia do MIT News (web.mit.edu/newsoffice/), um site popular que cobre notícias sobre pesquisas do MIT, inovação e ensino.