Nas últimas décadas, pesquisadores têm buscado criar procedimentos médicos cada vez menos invasivos para aumentar a segurança de intervenções delicadas, como as neurocirurgias. Nesse sentido, cientistas da Escola Politécnica Federal de Lausanne (EPFL), na Suíça, desenvolveram eletrodos que podem ser implantados no crânio e mapear, com maior facilidade, a superfície cerebral. A ideia, a princípio, é usar a tecnologia para fornecer tratamentos para pessoas com epilepsia. Detalhes do trabalho foram divulgados, neste mês, na revista Science Robotics.
Stéphanie Lacour, professora do EPFL, é especialista no desenvolvimento de eletrodos flexíveis, capazes de se adaptar a um corpo em movimento. Ela e a equipe encararam o desafio de inserir um grande feixe de eletrodos por meio de um pequeno orifício, implantando o dispositivo entre o crânio e a superfície do cérebro, sem danificá-los. "Precisávamos projetar uma matriz de eletrodos miniaturizada capaz de dobrar, ar por um pequeno orifício no crânio e, depois, implantar em uma superfície plana sobre o córtex. Em seguida, combinamos conceitos de bioeletrônica leve e robótica leve", relata, em nota, Lacour.
O protótipo desenvolvido pela equipe tem seis braços em espiral, dobrados dentro de um tubo cilíndrico de silicone. Segundo os criadores, o formato ajuda a maximizar a área de superfície do arranjo de eletrodos e, portanto, a atuação deles. "O design em espiral permite atingir regiões distintas do cérebro, o que é difícil de fazer com as grades de eletrodos atuais", compara Lacour.
Antes de chegar ao cérebro, o dispositivo parece uma borboleta ainda dentro do casulo, na metamorfose. Isso porque o conjunto de eletrodos, completo com seus braços em espiral, é cuidadosamente dobrado dentro de um tubo cilíndrico, que funcionará como carregador, pronto para ser implantado através do pequeno orifício no crânio. O protótipo criado pode ser encaixado no córtex cerebral, localizado na parte frontal da cabeça, através de um furo de 2 centímetros de diâmetro. Quando implantado na cabeça, se estende por uma superfície de 4 centímetros de diâmetro.
A escolha pelo silicone se deu porque ele tem propriedades físicas semelhantes à dura-máter, pele protetora do sistema nervoso central, explica Lacour. "Os silicones podem ser usados como substrato de e para eletrodos, mas também formar atuadores macios." Os atuadores são dispositivos responsáveis por produzir movimentos. O dispositivo também foi projetado com finas camadas de metal, a fim de permitir interconexões elétricas nos eletrodos. É essa característica, que, segundo os criadores, poderá permitir usar estimulação elétrica em pessoas com epilepsia.
Facilidade
Na avaliação de Antônio Jorge Barbosa de Oliveira, neurocirurgião do Hospital Anchieta de Brasília, a tecnologia poderá facilitar a análise da atividade cerebral, uma vez que o conjunto de eletrodos precisa de apenas um pequeno orifício para ser implantado no cérebro, pode ser expandido e mapear uma área grande do córtex. "Inserir um conjunto de eletrodos em um orifício pequeno e ele se expandir, ocupando no máximo dois, três milímetros do espaço entre o osso e o cérebro, facilitaria muito nosso trabalho", explica.
Até agora, o arranjo de eletrodos foi testado com sucesso em um miniporco, quando registrou-se a atividade cortical sensorial da cobaia. Para o futuro, a equipe planeja implantar o aparelho em humanos e avaliar a sua estabilidade. "Também exploraremos a capacidade de estimulação para que possamos explorar o uso de eletrodos implantáveis em uma interface cérebro-computador", aposta Lacour.
O grupo também cogita a criação de abordagens minimamente invasivas para facilitar a cirurgia de ressecção de lesões e para a avaliação de distúrbios neurológicos, como deficits motores e sensoriais. Para eles, a solução tecnológica tem o potencial de facilitar a adoção de abordagens médicas ajustadas às demandas de cada paciente. "As neurotecnologias minimamente invasivas são abordagens essenciais para oferecer terapias eficientes e personalizadas", afirma a cientista.
29/05/2023 10:50
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