Pesquisadores da Universidade de Michigan, nos Estados Unidos, usaram nanotubos de polímeros para criar eletrodos capazes de registrar sinais cerebrais de forma mais precisa e mais clara do que os utilizados nos atuais implantes neurais.

Chips neurais

Os chamados "chips neurais" - implantes capazes de captar os sinais elétricos gerados pelo cérebro - estão sendo utilizados em várias interfaces cérebro-máquina, para o controle de robôs, equipamentos de auxílio ao movimento, como cadeiras de rodas, e em pesquisas mais avançadas para desvendar as causas de doenças neurológicas, como o Mal de Alzheimer.

O chip neural considerado como o mais avançado já apresentado até hoje é capaz de evoluir e aprender com o cérebro onde está implantado.

Reação do cérebro aos implantes

Para captar os sinais cerebrais, os eletrodos dos chips neurais devem ser inseridos diretamente no cérebro, em cirurgias altamente delicadas e invasivas. Por isso, quanto mais tempo eles durarem, melhor será a qualidade de vida do paciente, que não precisará passar por cirurgias sucessivas.

O problema é que o cérebro não aceita passivamente a inserção dos eletrodos. Assim que as pontas metálicas são implantadas, o cérebro começa a reagir, gerando inicialmente uma resposta inflamatória àquilo que é visto pelo organismo como um ferimento grave.

Após a inflamação, o cérebro passa a lidar com o ferimento de forma crônica. Se isso é ótimo para o organismo, é péssimo para o chip neural, que terá seus eletrodos encapsulados pelo tecido da cicatriz, que o impedirá de captar os sinais dos neurônios, interrompendo o funcionamento do chip.

Polímeros condutores

O que Mohammad Reza Abidian e seus colegas descobriram é que esse problema pode ser grandemente minimizado com a utilização de eletrodos biocompatíveis. Isso exige a utilização de polímeros, mas que necessariamente devem ser condutores elétricos, para que sejam capazes de captar os sinais elétricos dos neurônios.

A solução foi encontrada em um material conhecido como PEDOT - poli(3,4-etilenodioxitiofeno). O plástico condutor, que forma minúsculos nanotubos, foi utilizado para revestir os eletrodos metálicos. Além de torná-los biocompatíveis, o revestimento melhorou em mais de 30% a sensibilidade aos sinais cerebrais em relação aos eletrodos metálicos sem o revestimento.

Biossensor

Outra vantagem inesperada, descoberta quando os novos eletrodos biocompatíveis foram implantados no cérebro de cobaias, é que os sinais variam conforme o cérebro tenta defender-se da invasão.

Com isto, além de coletarem as informações dos neurônios, os eletrodos informam quando o cérebro passou de uma resposta aguda - a inflamação inicial - para a resposta crônica - quando o eletrodo é visto pelo cérebro unicamente como um ferimento em cicatrização.

O revestimento de PEDOT permite que os eletrodos operem com menor resistência elétrica do que os eletrodos metálicos, o que significa que eles podem comunicar-se mais claramente com os neurônios individuais.

"Os polímeros condutores são biocompatíveis e têm condutividade eletrônica e iônica," explica Abidian. "Desta forma, esses materiais são bons candidatos para aplicações biomédicas, como interfaces neurais, biossensores e sistemas de liberação contínua de medicamentos."

Uma sociedade na qual os robôs acompanham os idosos em viagens e os ajudam a jogar fora o lixo pode estar mais perto de se tornar uma realidade do que se poderia pensar. Pelo menos nesse segundo aspecto.

Com um financiamento de 2 milhões de euros, cientistas europeus apresentaram os primeiros protótipos de robôs assistentes cujo objetivo será ajudar as pessoas a manter as suas casas limpas.

Robôs de limpeza

O primeiro deles é o DustCart, algo como "carrinho de lixo," um robô projetado para interagir com seu dono, recolher o lixo doméstico quando for orientado a isso e colocar o lixo na lixeira externa, onde o material poderá ser recolhido pelo serviço público.

O segundo robô é o DustClean ("limpador de poeira"), que também poderá se chamar robô-gari - seu principal objetivo é fazer a limpeza de calçadas, ruas e outras áreas públicas. Ele foi montado sobre a plataforma de um SegWay, o que facilita sua mobilidade.

Além dos tradicionais sistemas de visão artificial, para permitir que os robôs identifiquem a sujeira e evitem ficar batendo nas coisas, os dois protótipos foram dotados de sensores de ozônio e monóxido de carbono, permitindo que eles emitam alertas no caso da qualidade do ar cair muito.

Segundo os pesquisadores, os dois robôs representam a melhor solução disponível para a limpeza de áreas de difícil acesso e para a limpeza e coleta de lixo na frente das residências, acima de tudo, das pessoas que têm problemas de mobilidade e dificuldades para levar seu lixo doméstico para as lixeiras externas.

Guia e vigilância

Os robôs são capazes de se orientar, navegar e se comunicar com outras máquinas, o que os torna colaboradores autônomos e multifuncionais.

Isto significa que cada robô poderá ser utilizado para limpar várias áreas, e não apenas o ambiente controlado de uma residência. Por exemplo, com base nas informações de um mapa, como os encontrados nos sistemas de navegação por GPS dos automóveis, o DustBot pode monitorar a sujeira em grandes espaços.

Sem a incumbência de limpar, o robô pode ser adaptado para atuar como guia em centros comerciais e museus, para transportar mercadorias e para ajudar as pessoas com necessidades especiais dentro e fora de suas casas.

Os robôs são apenas protótipos para testes de funcionalidades e demonstrações e não deverão ser fabricados para comercialização.