O cérebro humano permanece em grande parte uma caixa preta:como a rede de sinais elétricos que se movem rapidamente se transforma em pensamento, movimento e doença continuam mal compreendidos. Mas é elétrico, para que possa ser hackeado - a questão é encontrar um maneira fácil de manipular a sinalização elétrica entre os neurônios.

Um novo estudo da Universidade de Chicago mostra como é pequeno, fios movidos a luz podem ser feitos de silício para fornecer esses sinais elétricos. Publicado em 19 de fevereiro em Nature Nanotechnology , o estudo oferece um novo caminho para esclarecer - e talvez um dia tratar - distúrbios cerebrais.

Dez anos atrás, o mundo da ciência estava cheio de especulações sobre uma técnica recentemente descoberta chamada optogenética, que manipularia a atividade neural com luz. O problema é que isso tem que ser feito com a genética:inserir um gene em uma célula-alvo que a faria responder à luz. Outras maneiras de modular os neurônios já foram sugeridas, mas uma alternativa perfeita permanece indefinida.

Uma equipe liderada por Asst. O Prof. Bozhi Tian construiu fios minúsculos anteriormente projetados para células solares. Esses nanofios são tão pequenos que centenas deles poderiam ficar lado a lado na borda de uma folha de papel - colocando-os na mesma escala das partes das células com as quais estão tentando se comunicar.

Esses nanofios combinam dois tipos de silício para criar uma pequena corrente elétrica quando atingidos pela luz. Ouro, difundido por um processo especial na superfície do fio, atua como um catalisador para promover reações eletroquímicas.

"Quando o fio está no lugar e iluminado, a diferença de voltagem entre o interior e o exterior da célula é ligeiramente reduzida. Isso diminui a barreira para o neurônio disparar um sinal elétrico para as células vizinhas, "Tian disse.

A equipe testou a abordagem com neurônios de ratos cultivados em um laboratório, e vi que eles poderiam de fato acionar neurônios para disparar esses sinais elétricos.

"O bom disso é que tanto o ouro quanto o silício são materiais biologicamente compatíveis, "disse a estudante Ramya Parameswaran, o primeiro autor do estudo. "Também, depois de serem injetados no corpo, estruturas desse tamanho se degradariam naturalmente em alguns meses. "

"É uma abordagem fundamental, mas muito promissora, "Tian disse. Eles planejam testar o sistema em animais, o que poderia ajudar os pesquisadores a entender melhor como esses sinais elétricos funcionam no cérebro, bem como sugerir maneiras de lidar com problemas como a doença de Parkinson ou distúrbios psiquiátricos.