Neurochip miniaturizado

Pesquisadores desenvolveram um implante neural tão pequeno que ele pode ser colocado sobre um grão de sal. E, apesar do seu tamanho, o dispositivo conseguiu transmitir dados da atividade cerebral de um animal vivo sem fios por mais de um ano.

Já foram desenvolvidos inúmeros implantes neurais, ou neurochips, mas sua implantação é invasiva e o corpo rapidamente os reconhece como agentes invasores, criando uma cobertura de defesa que isola os eletrodos, inibindo a coleta de sinais.

Este novo avanço demonstra que os sistemas microeletrônicos podem operar em uma escala notavelmente pequena, facilitando sua inserção no corpo. Com múltiplos dispositivos menos invasivos operando, criam-se novas abordagens para o monitoramento cerebral, além do desenvolvimento de sensores biointegrados e outras aplicações médicas e tecnológicas.

O dispositivo é conhecido como MOTE, sigla em inglês para eletrodo optoeletrônico sem fio em microescala – informalmente, esses dispositivos ultraminiaturizados são conhecidos como “poeira inteligente“.

Os planos para o uso de um neurochip tão pequeno incluem registrar a atividade cerebral durante exames de ressonância magnética, algo que é praticamente impossível com os implantes atuais. A tecnologia também poderá ser adaptada para outras partes do corpo, incluindo a medula espinhal, e poderá eventualmente ser combinada com inovações futuras, como a optoeletrônica incorporada em placas cranianas artificiais, dizem os pesquisadores.

Tecnologia social

Estrutura e modo de operação do neuroimplante sem fios ultraminiaturizado.
[Imagem: Sunwoo Lee et al. – 10.1038/s41928-025-01484-1]

Leitura cerebral sem fios

O neuroMOTE opera utilizando feixes de laser vermelho e infravermelho que atravessam o tecido cerebral com segurança. Ele envia dados de volta emitindo minúsculos pulsos de luz infravermelha, que codificam os sinais elétricos do cérebro.

O coração do dispositivo é um diodo semicondutor feito de arseneto de alumínio e gálio. Esse componente capta a luz incidente para alimentar o sistema e também emite luz para transmitir os dados.

O implante inclui ainda um amplificador de baixo ruído e um codificador óptico, ambos construídos com o mesmo tipo de tecnologia semicondutora utilizada em microchips comuns, só que tudo extremamente miniaturizado: O neuroMOTE mede cerca de 300 micrômetros de comprimento e 70 micrômetros de largura.

“Até onde sabemos, este é o menor implante neural capaz de medir a atividade elétrica no cérebro e transmiti-la sem fio. Ao usar modulação por posição de pulso (PPM) para o código – o mesmo código usado em comunicações ópticas para satélites, por exemplo – podemos usar muito pouca energia para nos comunicarmos e ainda assim transmitir os dados de volta opticamente com sucesso,” disse o professor Alyosha Molnar, da Universidade Cornell, nos EUA.

Meio ambiente

Bibliografia:

Artigo: A subnanolitre tetherless optoelectronic microsystem for chronic neural recording in awake mice
Autores: Sunwoo Lee, Shahaboddin Ghajari, Sanaz Sadeghi, Yumin Zheng, Hind Zahr, Alejandro J. Cortese, Wenchao Gu, Kibaek Choe, Aaron Mok, Melanie Wallace, Rui Jiao, Chunyan Wu, Jesse C. Werth, Weiru Fan, Praneeth Mogalipuvvu, Ju Uhn Park, Shitong Zhao, Conrad Smart, Thomas A. Cleland, Melissa R. Warden, Jan Lammerding, Tianyu Wang, Jesse H. Goldberg, Paul L. McEuen, Chris Xu, Alyosha C. Molnar
Revista: Nature Electronics
Vol.: 8, pages 1259-1271
DOI: 10.1038/s41928-025-01484-1