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Os cientistas podem agora controlar circuitos neurais usando o smartphone

Uma equipe dos cientistas em Coreia e os Estados Unidos inventaram um dispositivo que pudesse controlar circuitos neurais usando um implante minúsculo do cérebro controlado por um smartphone.

Os pesquisadores, publicando na engenharia biomedicável da natureza, acreditam que o dispositivo pode acelerar esforços para descobrir doenças de cérebro tais como Parkinson, Alzheimer, apego, depressão, e dor.

O dispositivo, usando-se Lego-como cartuchos substituíveis da droga e a baixo-energia poderosa do bluetooth, pode visar os neurônios específicos do interesse usando a droga e a luz por períodos prolongados.

O dispositivo neural sem fio permite o produto químico crônico e o neuromodulation óptico que tem sido conseguido nunca antes.”

O autor principal Raza Qazi, pesquisador com a Coreia avançou o instituto da ciência e a tecnologia (KAIST) e a Universidade do Colorado Boulder

Qazi disse que esta tecnologia obscurece significativamente os métodos convencionais usados pelos neurocientistas, que envolvem geralmente as câmaras de ar e fibras ópticas rígidas do metal para entregar drogas e luz. Independentemente de limitar o movimento do assunto devido às conexões físicas com o equipamento volumoso, sua estrutura relativamente rígida causa a lesão no tecido de cérebro macio ao longo do tempo, conseqüentemente fazendo as nao apropriadas para a implantação a longo prazo. Embora alguns esforços foram postos para abrandar em parte a resposta adversa do tecido incorporando pontas de prova do delicado e plataformas sem fio, as soluções precedentes foram limitadas por sua incapacidade entregar drogas por longos período do tempo assim como de suas instalações volumosas e complexas do controle.

Para conseguir a entrega sem fio crônica da droga, os cientistas tiveram que resolver o desafio crítico da exaustão e a evaporação das drogas. Os pesquisadores da Coreia avançaram o instituto da ciência e a tecnologia e a universidade de Washington em Seattle colaboraram para inventar um dispositivo neural com um cartucho substituível da droga, que poderia permitir que os neurocientistas estudem os mesmos circuitos do cérebro por diversos meses sem se preocupar sobre ser executado fora das drogas.

Estes “obstruem & os cartuchos da droga do jogo” foram montados em um implante do cérebro para ratos com uma ponta de prova macia e ultrathin (espessura de um cabelo humano), que consistiram nos canais microfluidic e no diodo emissor de luz minúsculo (menores do que uma grão de sal), para doses ilimitadas da droga e a entrega clara.

Controlado com uma interface de utilizador elegante e simples em um smartphone, os neurocientistas podem facilmente provocar toda a combinação específica ou precisar arranjar em seqüência de entregas da luz e da droga em qualquer animal implantado do alvo sem necessidade de ser fisicamente dentro do laboratório. Usando estes dispositivos neurais sem fio, os pesquisadores poderiam igualmente facilmente setup os estudos animais inteiramente automatizados onde o comportamento de um animal poderia positivamente ou negativamente comportamento da influência em outros animais pela provocação condicional da entrega da luz e/ou da droga.

“Este dispositivo revolucionário é o fruto de projecto avançado da eletrônica e engenharia poderosa do micro e do nanoscale,” disse Jae-Woong Jeong, um professor da engenharia elétrica em KAIST. “Nós estamos interessados mais em desenvolver esta tecnologia para fazer um implante do cérebro para aplicações clínicas.”

Michael Bruchas, um professor da anestesiologia e a medicina e a farmacologia da dor na universidade da Faculdade de Medicina de Washington, disse que esta tecnologia ajudará pesquisadores de várias maneiras.

“Permite que nós dissequem melhor a base neural do circuito do comportamento, e como os neuromodulators específicos no cérebro ajustam o comportamento em várias maneiras,” disse. “Nós estamos igualmente ansiosos para usar o dispositivo para os estudos farmacológicos complexos, que poderiam nos ajudar a desenvolver a terapêutica nova para a dor, o apego, e desordens emocionais.”

Os pesquisadores no grupo de Jeong em KAIST desenvolvem a eletrônica macia para dispositivos wearable e implantable, e os neurocientistas no laboratório de Bruchas na universidade de Washington estudam os circuitos do cérebro que controlam o esforço, a depressão, o apego, a dor e outras desordens neuropsiquiátricas. Este esforço colaborador global entre coordenadores e neurocientistas durante três anos e dez consecutivos das iterações do projecto conduzidas à validação bem sucedida deste implante poderoso do cérebro nos ratos livremente moventes, que os pesquisadores acreditam pode verdadeiramente acelerar a descoberta do cérebro e das suas doenças.