{"id":372950,"date":"2023-12-15T09:48:56","date_gmt":"2023-12-15T08:48:56","guid":{"rendered":"https:\/\/medizinonline.com\/desenvolvimento-de-um-biochip-semelhante-a-retina\/"},"modified":"2023-12-19T15:02:36","modified_gmt":"2023-12-19T14:02:36","slug":"desenvolvimento-de-um-biochip-semelhante-a-retina","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/medizinonline.com\/pt-pt\/desenvolvimento-de-um-biochip-semelhante-a-retina\/","title":{"rendered":"Desenvolvimento de um biochip semelhante \u00e0 retina"},"content":{"rendered":"\n

Uma equipa internacional liderada pela investigadora de J\u00fclich Francesca Santoro desenvolveu um biochip inteligente que imita a retina do olho. A equipa espera utilizar esta bioelectr\u00f3nica e outras semelhantes para corrigir disfun\u00e7\u00f5es no corpo e no c\u00e9rebro. O chip \u00e9 um esfor\u00e7o conjunto de cientistas do Forschungszentrum J\u00fclich, da Universidade RWTH Aachen, do Istituto italiano di tecnologia e da Universidade de N\u00e1poles<\/strong>.<\/p>\n\n\n\n

A fus\u00e3o do homem e da m\u00e1quina \u00e9 o ep\u00edtome de uma hist\u00f3ria de fic\u00e7\u00e3o cient\u00edfica. Na realidade, os primeiros passos em dire\u00e7\u00e3o a esses ciborgues j\u00e1 foram dados h\u00e1 muito tempo: as pessoas usam pacemakers para tratar a arritmia ou implantes cocleares para melhorar a sua audi\u00e7\u00e3o. E os implantes de retina ajudam pessoas quase cegas a ver pelo menos um pouco. Um novo chip poder\u00e1 ajudar os implantes de retina a fundirem-se ainda melhor com o corpo humano no futuro. Baseia-se em pol\u00edmeros condutores e mol\u00e9culas sens\u00edveis \u00e0 luz que podem ser utilizados para imitar a retina, incluindo as vias visuais. Foi desenvolvido pelo grupo de trabalho liderado pela Professora Francesca Santoro no Instituto de Bioelectr\u00f3nica de J\u00fclich (IBI-3) em colabora\u00e7\u00e3o com a Universidade RWTH Aachen, o Istituto italiano di Tecnologia em G\u00e9nova e a Universidade de N\u00e1poles.<\/p>\n\n

“O nosso semicondutor org\u00e2nico reconhece a quantidade de luz que incide sobre ele. Algo semelhante acontece nos nossos olhos. A quantidade de luz que atinge os fotorreceptores individuais cria, em \u00faltima an\u00e1lise, a imagem no c\u00e9rebro”, explica Santoro, que \u00e9 tamb\u00e9m Professor de Interfaces Neuroelectr\u00f3nicas na Universidade RWTH de Aachen e cientista convidado no Istituto italiano di Tecnologia.<\/p>\n\n

Chip vers\u00e1til<\/strong><\/p>\n\n

A particularidade do novo semicondutor \u00e9 que \u00e9 inteiramente constitu\u00eddo por componentes org\u00e2nicos n\u00e3o t\u00f3xicos, \u00e9 mold\u00e1vel e funciona com i\u00f5es, ou seja, \u00e1tomos ou mol\u00e9culas carregadas. Isto torna muito mais f\u00e1cil a sua integra\u00e7\u00e3o em sistemas biol\u00f3gicos do que os componentes semicondutores r\u00edgidos convencionais feitos de sil\u00edcio, que s\u00f3 funcionam com electr\u00f5es. “As c\u00e9lulas do nosso corpo utilizam os i\u00f5es, em particular, para controlar certos processos e trocar informa\u00e7\u00f5es”, explica o investigador. No entanto, o desenvolvimento \u00e9 apenas uma “prova de conceito”, sublinha. O material foi sintetizado e depois caracterizado: “Conseguimos mostrar que pode imitar as propriedades t\u00edpicas da retina”, afirma.<\/p>\n\n

E os investigadores est\u00e3o j\u00e1 a pensar numa outra aplica\u00e7\u00e3o poss\u00edvel: o chip poderia tamb\u00e9m funcionar como uma sinapse artificial, porque a irradia\u00e7\u00e3o da luz altera a curto e longo prazo a condutividade do pol\u00edmero utilizado. As sinapses reais funcionam de forma semelhante: Ao transmitir sinais el\u00e9ctricos, por exemplo, alteram o seu tamanho e efici\u00eancia, o que constitui a base da capacidade do nosso c\u00e9rebro para aprender e memorizar. “Em experi\u00eancias futuras, queremos acoplar os componentes a c\u00e9lulas biol\u00f3gicas e interligar muitas c\u00e9lulas individuais”, prev\u00ea Santoro.<\/p>\n\n

Compreender os neur\u00f3nios<\/strong><\/p>\n\n

Para al\u00e9m da retina artificial, a equipa de Santoro est\u00e1 a desenvolver outras abordagens para chips bioelectr\u00f3nicos que possam interagir com o corpo humano de forma semelhante, especialmente com as c\u00e9lulas do sistema nervoso. “Por um lado, estamos a tentar recriar a estrutura tridimensional das c\u00e9lulas nervosas e, por outro, as suas fun\u00e7\u00f5es, como o processamento e o armazenamento de informa\u00e7\u00e3o.”<\/p>\n\n

Os biopol\u00edmeros que utilizaram para a retina artificial revelaram-se um material de partida adequado. “Isto permite-nos reproduzir a estrutura ramificada das c\u00e9lulas nervosas humanas com os seus muitos dendritos. Pode imagin\u00e1-la um pouco como uma \u00e1rvore”, explica o cientista. Isto \u00e9 importante porque as c\u00e9lulas reais preferem estas estruturas tridimensionais ramificadas a superf\u00edcies lisas, estabelecendo assim um contacto estreito com as artificiais.<\/p>\n\n

Os diferentes biochips podem ser utilizados para estudar neur\u00f3nios reais – por exemplo, a troca celular de informa\u00e7\u00e3o. Por outro lado, Santoro e a sua equipa esperam poder intervir ativamente nas vias de comunica\u00e7\u00e3o das c\u00e9lulas com os seus componentes, a fim de desencadear determinados efeitos. Santoro est\u00e1 a pensar, por exemplo, na elimina\u00e7\u00e3o de erros no processamento e na transmiss\u00e3o de informa\u00e7\u00e3o que ocorrem em doen\u00e7as neurodegenerativas como a doen\u00e7a de Parkinson ou de Alzheimer. Ou para suportar \u00f3rg\u00e3os que j\u00e1 n\u00e3o funcionam corretamente. Al\u00e9m disso, estes componentes podem tamb\u00e9m servir de interface entre membros ou articula\u00e7\u00f5es artificiais.<\/p>\n\n

A inform\u00e1tica tamb\u00e9m pode ser beneficiada. Devido \u00e0s suas propriedades, os chips est\u00e3o predestinados a servir de hardware para redes neurais artificiais. At\u00e9 \u00e0 data, os programas de IA ainda funcionam com processadores cl\u00e1ssicos que n\u00e3o podem adaptar a sua estrutura. Limitam-se a imitar o modo de funcionamento de auto-aprendizagem das redes neuronais em muta\u00e7\u00e3o, utilizando software sofisticado. Isso \u00e9 muito ineficaz. Os neur\u00f3nios artificiais poderiam colmatar esta lacuna atual: “Permitiriam uma tecnologia inform\u00e1tica que imitasse a forma como o c\u00e9rebro funciona a todos os n\u00edveis”, diz Santoro.<\/p>\n\n

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Publica\u00e7\u00e3o original:<\/p>\n\n

Federica Corrado et al, Azobenzene-based opto-electronic transistors for neurohybrid building blocks, Nat. Comunique. (2023) DOI: 10.1038\/s41467-023-41083-2 https:\/\/doi.org\/10.1038\/s41467-023-41083-2<\/a><\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

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