Os cientistas estão sempre à procura de maneiras de casar a tecnologia com a natureza. Parece que eles podem ter atingido um nervo – criando um nervo real para serem usados em implantes cerebrais.
Pesquisadores suecos projetaram um neurônio artificial que pode controlar o rompimento de uma armadilha viva de Vênus, um novo desenvolvimento que tem implicações para pesquisas futuras ligando dispositivos artificiais e sintéticos a sistemas biológicos, como interfaces cérebro-máquina (pense no Neuralink de Elon Musk) ou biônicos. próteses. A informação é da publicação Daily Beast.
Em um estudo publicado na Nature Communications na terça-feira, pesquisadores de três universidades suecas construíram os neurônios a partir de polímeros que podem transportar sinais elétricos para as células da dioneia que controla a boca da planta carnívora.
“Usamos as armadilhas para moscas de Vênus como um sistema modelo para demonstrar a biointegração de nossos neurônios artificiais”, disse Simone Fabiano, principal autora do estudo e pesquisadora em nanoeletrônica orgânica da Universidade de Linköping, ao The Daily Beast em um e-mail. , e como primeira demonstração, eles representavam uma escolha fácil.”
Embora as armadilhas de Vênus e outras plantas não tenham nervos como humanos e outros animais, elas são capazes de gerar impulsos elétricos chamados potenciais de ação que nossos próprios neurônios usam para transmitir informações aos vizinhos neurais no cérebro e na medula espinhal.
Para imitar um potencial de ação (e fazer a planta quebrar seus lóbulos), Fabiano e sua equipe passaram uma corrente através do “dendrito” do neurônio artificial, a extremidade em forma de árvore de uma célula nervosa que atua como um compartimento de recepção de informações recebidas. Essa corrente é transferida para um dispositivo que armazena carga elétrica chamado capacitor e atua como o corpo celular do neurônio. “A tensão começa a aumentar até atingir um limite específico, após o qual um pulso de tensão é disparado como [um sinal de saída]”, disse Fabiano. Amplificadores na extremidade da cauda do neurônio também aumentam a magnitude do sinal quando é enviado para as células da dioneia de Vênus.
Além de controlar o estalo de uma dioneia de Vênus, o neurônio artificial também mostrou que era capaz de aprender Hebbiana, uma teoria amplamente aceita na neurociência de que as informações em uma rede neural são armazenadas entre os neurônios na forma de pesos. Maior estimulação leva a maiores mudanças no peso (e vice-versa), resultando em conexões neurais mais fortes ou mais fracas.
“A aprendizagem hebbiana é bem conhecida dos cientistas, mas tem sido difícil imitá-la no nível do hardware”, disse Fabiano. Mas ele e sua equipe conseguiram essa façanha desenvolvendo uma versão artificial de uma sinapse (a junção entre duas células nervosas onde a informação é transferida) que engrossa com o tempo. Esse espessamento fortalece o impulso elétrico que passa pela sinapse – permitindo que as informações sejam armazenadas nas ligações químicas da sinapse ao longo do tempo. Em essência, é capaz de evoluir e aprender a ser mais rápido e eficiente na transmissão de suas informações.
Embora essas células sintéticas sejam rápidas, elas não são rápidas o suficiente. Fabiano disse que a frequência com que esses neurônios operam está no mesmo nível dos neurônios simpáticos humanos (aqueles que preparam seu corpo para lutar ou fugir). Idealmente, a equipe gostaria que eles fossem mais rápidos, imitando a frequência do neocórtex humano, a parte do cérebro humano que se acredita ser responsável pelo pensamento, atenção, percepção e memória episódica.
O próximo passo não é apenas fazer com que esses neurônios artificiais sejam mais rápidos, mas estendê-los a outros sistemas biológicos mais complexos. Eles já estão procurando testar novas versões em modelos animais.
Esse desenvolvimento é um avanço em muitos aspectos, tornando a fusão orgânica com inorgânica menos uma obra de ficção científica e mais uma realidade promissora. Fabiano espera que esses circuitos suaves e biocompatíveis um dia sejam incorporados à inteligência artificial, robótica, rótulos inteligentes e até tecnologia vestível para monitorar a saúde e o bem-estar.
Não se surpreenda, então, pelo dia em que você estiver realmente usando seu coração – pelo menos um pequeno pedaço neural dele – na manga.
