Dispositivo eletrônico implantado no cérebro poderia parar convulsões
A seta verde aponta para o implante no hipocampo de um cérebro de rato Crédito: Christopher Proctor
A seta verde aponta para o implante no hipocampo de um cérebro de rato Crédito: Christopher Proctor
Pesquisadores demonstraram com sucesso como um dispositivo eletrônico implantado diretamente no cérebro pode detectar, parar e até mesmo evitar crises epilépticas.
Os pesquisadores, da Universidade de Cambridge, da École Nationale Supérieure des Mines e do INSERM na França, implantaram o dispositivo no cérebro de camundongos e, quando os primeiros sinais de uma convulsão foram detectados, administraram uma substância química nativa do cérebro que impedia a convulsão. progredindo. Os resultados, publicados na revista Science Advances, também podem ser aplicados a outras condições, incluindo tumores cerebrais e doença de Parkinson.
O trabalho representa outro avanço no desenvolvimento de componentes eletrônicos flexíveis e macios que se relacionam bem com o tecido humano. “Esses filmes finos e orgânicos causam danos mínimos no cérebro, e suas propriedades elétricas são adequadas para esses tipos de aplicações”, disse o professor George Malliaras, professor de tecnologia do Departamento de Engenharia de Prince Philip, que liderou a pesquisa.
“Esses filmes orgânicos finos causam danos mínimos no cérebro, e suas propriedades elétricas são adequadas para esses tipos de aplicações.”
George Malliaras
Embora existam muitos tipos diferentes de convulsões, na maioria dos pacientes com epilepsia, os neurônios no cérebro começam a disparar e sinalizam para os neurônios vizinhos para disparar também, em um efeito de bola de neve que pode afetar a consciência ou o controle motor. A epilepsia é mais comumente tratada com drogas antiepilépticas, mas essas drogas geralmente têm sérios efeitos colaterais e não previnem convulsões em três de cada dez pacientes.
No trabalho atual, os pesquisadores usaram um neurotransmissor que atua como o “freio” na fonte da crise, essencialmente sinalizando para os neurônios pararem de disparar e acabar com a crise. A droga é administrada na região afetada do cérebro por uma sonda neural incorporando uma minúscula bomba de íons e eletrodos para monitorar a atividade neural.
Quando o sinal neural de uma convulsão é detectado pelos eletrodos, a bomba de íons é ativada, criando um campo elétrico que movimenta o fármaco através de uma membrana de troca iônica e sai do dispositivo, um processo conhecido como eletroforese. A quantidade de droga pode ser controlada ajustando a força do campo elétrico.
“Além de poder controlar exatamente quando e quanto medicamento é administrado, o que é especial nessa abordagem é que os medicamentos saem do dispositivo sem qualquer solvente”, disse o principal autor do estudo, Christopher Proctor, pesquisador de pós-doutorado no Departamento. de engenharia. “Isso evita danos ao tecido circundante e permite que os medicamentos interajam com as células imediatamente fora do dispositivo.”
Os pesquisadores descobriram que as convulsões poderiam ser evitadas com doses relativamente pequenas de drogas representando menos de 1% da quantidade total de droga carregada no dispositivo. Isso significa que o dispositivo deve ser capaz de operar por longos períodos sem precisar ser recarregado. Eles também encontraram evidências de que a droga administrada, que era de fato um neurotransmissor que é nativo do corpo, foi absorvida por processos naturais no cérebro em minutos que, segundo os pesquisadores, devem ajudar a reduzir os efeitos colaterais do tratamento.
Embora os resultados iniciais sejam promissores, o tratamento potencial não estaria disponível para humanos por vários anos. Os pesquisadores planejam estudar os efeitos a longo prazo do dispositivo em camundongos.
Malliaras está estabelecendo uma nova instalação em Cambridge, que será capaz de prototipar esses dispositivos especializados, que poderiam ser usados para uma variedade de condições. Embora o dispositivo tenha sido testado em um modelo animal de epilepsia, a mesma tecnologia poderia potencialmente ser usada para outras condições neurológicas, incluindo o tratamento de tumores cerebrais e da doença de Parkinson.
A pesquisa foi financiada pela União Européia.
Com informações da Universidade de Cambridge, do Reino Unido
