4 de novembro de 2024

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Um chip cerebral pioneiro feito de grafeno, um material conhecido por sua força e condutividade, está prestes a iniciar testes clínicos com o objetivo de revolucionar a cirurgia de tumores cerebrais, permitindo a identificação precisa de células cancerígenas.

Um chip cerebral baseado em grafeno, projetado para transformar o tratamento cirúrgico de tumores cerebrais, está pronto para seu primeiro ensaio clínico - um passo que os cientistas estão chamando de avanço médico significativo.

O dispositivo pode identificar células cancerígenas detectando diferenças em seus sinais elétricos em comparação com os do tecido cerebral saudável.

Do tamanho de um selo postal, o chip é construído a partir de grafeno, um material 200 vezes mais forte que o aço e com apenas um átomo de espessura.

Originalmente inventado há 20 anos pelos cientistas da Universidade de Manchester Andre Geim e Konstantin Novoselov - que mais tarde receberam o Prêmio Nobel de Física de 2010 por suas pesquisas - o grafeno desde então é reconhecido por suas propriedades condutoras.

Os cientistas têm como objetivo alavancar essas propriedades para desenvolver sensores elétricos e magnéticos inovadores.

No entanto, o chip cerebral flexível, agora sendo testado no Salford Royal Hospital, é apontado como um avanço médico.

"Este é o primeiro ensaio clínico a ser realizado em qualquer lugar do mundo com um dispositivo médico à base de grafeno", disse Kostas Kostarelos, professor de nanomedicina da Universidade de Manchester.

Desenvolvido por uma equipe internacional, o chip de interface cérebro-computador (BCI) pode monitorar impulsos elétricos dentro do cérebro, incluindo frequências anteriormente indetectáveis.

"Sua aplicação inicial será distinguir células cancerígenas de células saudáveis, garantindo que as cirurgias de tumores cerebrais sejam executadas com maior precisão", explicou Kostarelos.

Essa capacidade tem uma importância substancial, com mais de 12.700 diagnósticos de tumores cerebrais anualmente no Reino Unido e mais de 5.000 mortes relacionadas.

"Qualquer coisa que possamos fazer para melhorar essas taxas será uma grande conquista", acrescentou Kostarelos.

O potencial do dispositivo BCI vai além da oncologia, com pesquisadores sugerindo que ele poderia ajudar no estudo de outras condições neurológicas, como derrame e epilepsia, fornecendo informações sobre a transmissão de sinais elétricos por células saudáveis versus doentes.

"Este é um marco clínico que abre caminho para avanços tanto na decodificação neural quanto em sua aplicação como intervenção terapêutica", observou Carolina Aguilar, cofundadora da Inbrain Neuroelectronics, uma empresa global focada na utilização de grafeno na pesquisa e tratamento do cérebro.

As células cerebrais se comunicam por meio de impulsos elétricos, um processo central para o pensamento, comportamento e percepção.

No entanto, monitorar todo o espectro desses sinais há muito desafia os cientistas.

"Podemos estudar alguns sinais elétricos emitidos pelas células cerebrais, mas frequências muito baixas e muito altas são difíceis de detectar em um cérebro vivo", disse Kostarelos.

Atualmente, apenas as frequências de médio alcance são acessíveis, enquanto o chip BCI pode detectar uma ampla faixa, incluindo as indescritíveis frequências muito altas e baixas.

Para aplicação, uma pequena seção do crânio de um paciente é removida e o chip fino - contendo milhares de contatos elétricos - é colocado no topo do cérebro.

Os transmissores do chip estimulam as células cerebrais, enquanto pequenos receptores registram suas respostas.

"As células cancerígenas não respondem à estimulação elétrica do chip, ao contrário dos neurônios normais", observou Kostarelos, acrescentando que isso permite que as equipes cirúrgicas identifiquem neurônios próximos a um tumor.

Em áreas cerebrais críticas para funções como a fala, essa precisão é essencial, permitindo que os cirurgiões removam células doentes com maior precisão e confiança.

A capacidade do chip BCI de detectar frequências extremas tem implicações adicionais.

Em casos de acidente vascular cerebral e epilepsia, sabe-se que os sinais de baixa frequência se originam nas áreas cerebrais afetadas, fornecendo um meio sem precedentes de estudar o que acontece imediatamente após o evento.

"A tecnologia – que aproveita as propriedades únicas do grafeno – não apenas direciona as intervenções cirúrgicas, mas também revela insights fundamentais sobre o comportamento celular em estados doentes", disse Kostarelos.

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