Como Funcionam Os Implantes Neurais?

implantes Neurais são utilizados para estimulação cerebral profunda, estimulação do nervo vago, e mente controlada próteses

parece ficção científica, mas um implante neural pode, daqui a muitos anos, ler e editar os pensamentos de uma pessoa. Implantes neurais já estão sendo usados para tratar doenças, reabilitar o corpo após a lesão, melhorar a memória, se comunicar com membros protéticos, e muito mais. o Departamento de defesa dos Estados Unidos e o Instituto Nacional de saúde dos Estados Unidos (NIH) têm dedicado centenas de milhões de dólares em financiamento para este setor. Trabalhos de pesquisa independentes sobre o tema aparecem em revistas de topo quase semanalmente.,aqui, descrevemos tipos de implantes neurais, explicamos como funcionam os implantes neurais e damos exemplos demonstrando o que estes dispositivos podem fazer.

o Que é um implante neural? um implante neural é um dispositivo colocado dentro do corpo que interage com neurônios. neurônios são células que se comunicam na linguagem da eletricidade. Eles disparam impulsos eléctricos em padrões particulares, como o código Morse. Um implante é um dispositivo feito pelo homem que é colocado dentro do corpo através de cirurgia ou uma injeção.,

Um implante neural, então, é um dispositivo, geralmente um eletrodo de algum tipo—que é inserido no corpo, entra em contato com tecidos que contêm neurônios e interage com os neurônios de alguma forma., com estes dispositivos, é possível registrar a atividade neural nativa, permitindo aos pesquisadores observar os padrões pelos quais circuitos neurais saudáveis se comunicam. Os implantes neurais também podem enviar pulsos de eletricidade para os neurônios, sobrepondo padrões nativos de disparo e forçando os neurônios a se comunicarem de uma forma diferente. por outras palavras, os implantes neurais permitem aos cientistas entrar no sistema nervoso. Chamar—lhe neuromodulação, eletroceutas, ou bioeletrônicas-intervenções envolvendo implantes neurais têm o potencial de se tornar ferramentas médicas tremendamente poderosas.,

considere as funções do sistema nervoso: ele controla o pensamento, ver, ouvir, sentir, mover e urinar, para citar alguns. Ele também controla muitos processos involuntários, tais como a função do órgão e o sistema inflamatório, respiratório, cardiovascular e imunológico do corpo.

“qualquer coisa que o sistema nervoso faz pode ser ajudado ou curado por uma intervenção eletricamente ativa—se soubéssemos como fazê-lo”, diz Gene Civillico, um neurocientista da NIH, que dirige o programa de financiamento de estimulação nervosa periférica da agência SPARC. como se utilizam os implantes neurais?,

um dos usos clínicos mais estabelecidos de implantes neurais é em um tratamento chamado estimulação cerebral profunda, ou DBS. Nesta terapia, eletrodos são cirurgicamente colocados no cérebro, onde eles estimulam eletricamente estruturas específicas em um esforço reduzir os sintomas de vários distúrbios cerebrais.

the U. S. Food and Drug Administration (FDA) first approved the use of DBS in 1997 for essential tremor. Desde então, a FDA ou outros reguladores globais aprovaram a DBS para a doença de Parkinson, distonia, zumbido, epilepsia, transtorno obsessivo-compulsivo e dor neuropática. A DBS também está sendo investigada como um tratamento para a síndrome de Tourette e distúrbios psiquiátricos, como depressão. Estima-se que mais de 150 mil pessoas em todo o mundo receberam um implante DBS., pesquisadores também têm dado muito tempo para manipular o nervo vago usando implantes neurais. O nervo vago se conecta a maioria de nossos principais órgãos para o tronco cerebral, e os pesquisadores estão hacking esta comunicação, auto-estrada, em um esforço para tratar a insuficiência cardíaca, acidente vascular cerebral, artrite reumatóide, doença de Crohn, epilepsia, diabetes tipo 2, obesidade, depressão, enxaqueca e outras doenças.

algumas das experiências mais emocionais envolvendo implantes neurais vieram com a estimulação da medula espinhal, também conhecida como estimulação epidural. O tratamento permitiu que um punhado de pessoas com paralisia em seus corpos inferiores se movessem, permanecessem, e até caminhassem uma curta distância pela primeira vez desde que sofressem lesões na medula espinhal. talvez nenhuma pesquisa de neuromodulação tenha cativado a imaginação do público mais do que próteses controladas pela mente., Estes sistemas permitem aos amputados controlar mãos, braços e pernas robóticas—de formas rudimentares-usando seus pensamentos. Isto pode ser realizado com um implante neural no cérebro ou na extremidade acima da amputação. Alguns destes membros robóticos também podem fornecer feedback sensorial estimulando nervos logo acima da amputação, dando ao usuário uma noção do que ele ou ela está tocando.

e depois há o material que se depara como ficção científica. Os pesquisadores melhoraram com sucesso a capacidade de memória das pessoas para tarefas específicas, estimulando estruturas cerebrais de maneiras precisas. Indivíduos quadriplégicos com implantes cerebrais operaram computadores e digitaram frases usando apenas seus pensamentos., Há um algoritmo que pode determinar o humor de uma pessoa com base apenas na actividade cerebral. Algumas empresas trouxeram com sucesso para o mercado implantes que corrigem a comunicação neural entre o olho e o cérebro. O Elon Musk diz que a empresa dele, a Neuralink, planeia sincronizar os nossos cérebros com a IA.o que se segue para os implantes neurais?

a invasividade de qualquer implante limita a sua utilização. É difícil justificar uma cirurgia ao cérebro ou à coluna, a menos que uma pessoa esteja em grave necessidade médica. Assim, os engenheiros estão constantemente inventando dispositivos melhores que chegam ao fundo do corpo com menos impacto nos tecidos.,

“engenheiros estão continuamente empurrando os limites para o que é tecnicamente possível”, diz David McMullen, chefe do programa de neuromodulação e neuroestimulação do Instituto Nacional de saúde Mental dos EUA. “Trata-se de diminuir a carga cirúrgica, aumentar a natureza crônica do implante e constantemente tentar obter eletrodos cada vez menores que cobrem uma área mais ampla do cérebro”, diz ele.,

os Engenheiros têm inventado pó-cerebral do tamanho de implantes de eletrodos que subir nervos como uma videira, eletrodos feitos de materiais flexíveis, tais como nanoelectronic thread, stent-como eletrodos, ou “stentrodes,” que pode chegar ao cérebro, através dos vasos sanguíneos e registro de atividade elétrica, injetável eletrônico de malha feita a partir de nanofios de silício, eletrodos que pode ser injetado no corpo como um líquido e, em seguida, endurecer em um elástico taffy-como a substância, e muito mais.,

Neuromodulação pode mesmo ser realizada de forma não invasiva usando eletrodos ou bobinas magnéticas colocadas sobre ou perto da pele. A estratégia provou ser eficaz em algumas condições, embora até agora não tenha a especificidade ou eficácia dos implantes.mas estes dispositivos inovadores só nos levam até agora., “Há um equívoco de que os obstáculos são principalmente técnicos, como a única razão pela qual não temos dispositivos controlados pelo pensamento é porque ninguém fez um eletrodo flexível-suficiente ainda”, diz Civillico na NIH.os pesquisadores ainda precisam de uma compreensão básica da fisiologia dos circuitos neurais, diz Civillico. Eles precisam de mapas de como os neurônios estão se comunicando, e os efeitos específicos desses circuitos no corpo e cérebro. Sem estes mapas, mesmo os implantes mais inovadores estão efetivamente atirando impulsos elétricos para o escuro.