Nas últimas décadas, pesquisadores têm buscado criar procedimentos médicos cada vez menos invasivos para aumentar a segurança de intervenções delicadas, como as neurocirurgias. Nesse sentido, cientistas da Escola Politécnica Federal de Lausanne (EPFL), na Suíça, desenvolveram eletrodos que podem ser implantados no crânio e mapear, com maior facilidade, a superfície cerebral. A ideia, a princípio, é usar a tecnologia para fornecer tratamentos para pessoas com epilepsia. Detalhes do trabalho foram divulgados, neste mês, na revista Science Robotics.
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Stéphanie Lacour, professora do EPFL, é especialista no desenvolvimento de eletrodos flexíveis, capazes de se adaptar a um corpo em movimento. Ela e a equipe encararam o desafio de inserir um grande feixe de eletrodos por meio de um pequeno orifício, implantando o dispositivo entre o crânio e a superfície do cérebro, sem danificá-los. "Precisávamos projetar uma matriz de eletrodos miniaturizada capaz de dobrar, passar por um pequeno orifício no crânio e, depois, implantar em uma superfície plana sobre o córtex. Em seguida, combinamos conceitos de bioeletrônica leve e robótica leve", relata, em nota, Lacour. O protótipo desenvolvido pela equipe tem seis braços em espiral, dobrados dentro de um tubo cilíndrico de silicone. Segundo os criadores, o formato ajuda a maximizar a área de superfície do arranjo de eletrodos e, portanto, a atuação deles. "O design em espiral permite atingir regiões distintas do cérebro, o que é difícil de fazer com as grades de eletrodos atuais", compara Lacour.
Antes de chegar ao cérebro, o dispositivo parece uma borboleta ainda dentro do casulo, na metamorfose. Isso porque o conjunto de eletrodos, completo com seus braços em espiral, é cuidadosamente dobrado dentro de um tubo cilíndrico, que funcionará como carregador, pronto para ser implantado através do pequeno orifício no crânio. O protótipo criado pode ser encaixado no córtex cerebral, localizado na parte frontal da cabeça, através de um furo de 2 centímetros de diâmetro. Quando implantado na cabeça, se estende por uma superfície de 4 centímetros de diâmetro.
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A escolha pelo silicone se deu porque ele tem propriedades físicas semelhantes à dura-máter, pele protetora do sistema nervoso central, explica Lacour. "Os silicones podem ser usados como substrato de suporte para eletrodos, mas também formar atuadores macios." Os atuadores são dispositivos responsáveis por produzir movimentos. O dispositivo também foi projetado com finas camadas de metal, a fim de permitir interconexões elétricas nos eletrodos. É essa característica, que, segundo os criadores, poderá permitir usar estimulação elétrica em pessoas com epilepsia.
Facilidade
Na avaliação de Antônio Jorge Barbosa de Oliveira, neurocirurgião do Hospital Anchieta de Brasília, a tecnologia poderá facilitar a análise da atividade cerebral, uma vez que o conjunto de eletrodos precisa de apenas um pequeno orifício para ser implantado no cérebro, pode ser expandido e mapear uma área grande do córtex. "Inserir um conjunto de eletrodos em um orifício pequeno e ele se expandir, ocupando no máximo dois, três milímetros do espaço entre o osso e o cérebro, facilitaria muito nosso trabalho", explica.
Até agora, o arranjo de eletrodos foi testado com sucesso em um miniporco, quando registrou-se a atividade cortical sensorial da cobaia. Para o futuro, a equipe planeja implantar o aparelho em humanos e avaliar a sua estabilidade. "Também exploraremos a capacidade de estimulação para que possamos explorar o uso de eletrodos implantáveis em uma interface cérebro-computador", aposta Lacour.
O grupo também cogita a criação de abordagens minimamente invasivas para facilitar a cirurgia de ressecção de lesões e para a avaliação de distúrbios neurológicos, como deficits motores e sensoriais. Para eles, a solução tecnológica tem o potencial de facilitar a adoção de abordagens médicas ajustadas às demandas de cada paciente. "As neurotecnologias minimamente invasivas são abordagens essenciais para oferecer terapias eficientes e personalizadas", afirma a cientista.
*Estagiária sob a supervisão de Carmen Souza