Pele artificial activa células cerebrais

[Furabilhas]

A "pele artificial" são os pequenos retângulos colados na ponta dos dedos da mão robótica.
[Imagem: Bao Research Group/Stanford]​

Pele sintética​

O grupo da professora Zhenan Bao, da Universidade de Stanford, vem aprimorando sensores orgânicos há vários anos, que permitiram construir uma pele eletrónica tão sensível quanto a pele humana.
Agora estes circuitos orgânicos flexíveis em conjunto com sensores de pressão especiais foram usados para criar um "mecanorreceptor", uma pele artificial capaz de sentir a força de objectos estáticos.
Mais do que isso, a equipa conseguiu transferir os sinais sensoriais recebidos pela pele artificial para células neurais retiradas do cérebro de camundongos (in vitro), utilizando a opto-genética.
Isso traz novas esperanças para muitas pessoas que usam próteses, que sonham com um equipamento que lhes permita sentir as sensações nos seus membros artificiais.
"Nós temos um monte de trabalho a fazer para tirar isto do nível experimental para as aplicações práticas.
Mas, depois de passar muitos anos neste trabalho, vejo agora um caminho claro por onde podemos levar a nossa pele artificial," disse a professora Bao.

Os sensores activaram neurónios in vitro.
O próximo passo será uma conexão directa com o sistema nervoso de animais em laboratório.
[Imagem: Bao Research Group/Stanford]​

Optogenética​

Para criar a pele artificial, a equipa desenvolveu um circuito especial feito com materiais orgânicos flexíveis, que traduz a pressão estática em sinais digitais, que dependem da quantidade de força mecânica aplicada.
Um dos desafios foi criar sensores que pudessem sentir a mesma gama de pressões que os seres humanos.
A solução foi encontrada em nanotubos de carbono moldados em microestruturas piramidais, que são particularmente eficazes em converter os sinais do campo elétrico gerado pelos objectos, para o elétrodo de recepção, por forma a maximizar a sensibilidade.
Outro desafio foi transferir o sinal digital da pele artificial para os neurónios corticais do camundongo, uma vez que as proteínas sensíveis à luz normalmente utilizadas em optogenética não estimulam disparos neurais de duração suficiente, para que estes sinais digitais sejam detectados.
A solução foi desenvolver novas proteínas capazes de acomodar intervalos de estimulação mais longos.

Conexão nervosa​

"Esta é a primeira vez que um material flexível, semelhante à pele, foi capaz de detectar a pressão e transmitir o sinal para um componente do sistema nervoso," disse Bao.
A pesquisadora acrescenta que os resultados indicam que o sistema pode ser compatível com outros neurónios que disparam rápidamente, incluindo os nervos periféricos.
O próximo passo natural da pesquisa será conectar a pele eletrónica optogenética diretamente ao sistema nervoso de animais em laboratório.