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Novos nervos artificiais podem transformar próteses

Novos nervos artificiais podem transformar próteses

As próteses podem, em breve, adquirir uma sensação totalmente nova. Isso porque os pesquisadores criaram um novo tipo de nervo artificial que pode detectar o toque, processar informações e comunicar-se com outros nervos, muito parecidos com os dos nossos próprios corpos. Versões futuras poderiam adicionar sensores para rastrear mudanças na textura, posição e diferentes tipos de pressão, levando a melhorias potencialmente dramáticas em como as pessoas com membros artificiais – e um dia robôs – percebem e interagem com seus ambientes.

“É um avanço muito bom”, diz Robert Shepherd, especialista em eletrônica orgânica da Universidade de Cornell. Não apenas os materiais orgânicos flexíveis e macios são usados ​​para tornar o nervo artificial ideal para a integração com tecidos humanos maleáveis, mas também são relativamente baratos de fabricar em grandes matrizes, diz Shepherd.

As próteses modernas já são impressionantes: algumas permitem que os amputados controlem o movimento dos braços apenas com seus pensamentos; outros têm sensores de pressão nas pontas dos dedos que ajudam os usuários a controlar sua aderência sem a necessidade de monitorar constantemente o progresso com os olhos. Mas nosso senso natural de toque é muito mais complexo, integrando milhares de sensores que rastreiam diferentes tipos de pressão, como toque suave e forte, além da capacidade de sentir calor e mudanças de posição. Esta vasta quantidade de informação é transportada por uma rede que passa sinais através de grupos locais de nervos para a medula espinhal e, finalmente, para o cérebro. Somente quando os sinais se combinam para se tornarem fortes o suficiente eles fazem o próximo link na cadeia.

Agora, pesquisadores liderados pelo químico Zhenan Bao, da Universidade de Stanford, em Palo Alto, Califórnia, construíram um nervo sensorial artificial que funciona da mesma maneira. Feito de componentes orgânicos flexíveis, o nervo consiste em três partes. Primeiro, uma série de dezenas de sensores captam sinais de pressão. Pressionar um desses sensores causa um aumento na tensão entre dois eletrodos. Essa mudança é então captada por um segundo dispositivo chamado oscilador de anel, que converte as alterações de voltagem em uma sequência de pulsos elétricos. Esses pulsos, e aqueles de outros combos de sensores de pressão / osciladores de anel, são alimentados em um terceiro dispositivo chamado transistor sináptico, que envia uma série de pulsos elétricos em padrões que correspondem àqueles produzidos por neurônios biológicos.

Bao e seus colegas usaram sua configuração para detectar o movimento de uma pequena haste se movendo em diferentes direções através de seus sensores de pressão, bem como identificar os caracteres em Braille. Além disso, eles conseguiram conectar seu neurônio artificial a uma contraparte biológica. Os pesquisadores separaram uma perna de uma barata e inseriram um eletrodo do neurônio artificial em um neurônio na perna da barata; sinais vindos do neurônio artificial causaram contrações musculares na perna , relatam na Science .

Como eletrônicos orgânicos como este são baratos, a abordagem deve permitir que cientistas integrem um grande número de nervos artificiais capazes de captar múltiplos tipos de informações sensoriais, diz Shepherd. Tal sistema poderia fornecer informações muito mais sensoriais para futuros usuários de próteses, ajudando-os a controlar melhor seus novos apêndices. Também poderia dar aos robôs futuros uma maior capacidade de interagir com seus ambientes em constante mudança – algo vital para realizar tarefas complexas, como cuidar dos idosos.

Fonte: Science