Notícia

Novo material quântico poderia alertar sobre doenças neurológicas

Dr. Hai-Tian Zhang

Fonte

Universidade Purdue

Data

sexta-feira, 19 abril 2019 15:15

Áreas

Ciência dos Materiais. Biomateriais. Bioeletrônica. Neurociências.

E se o cérebro pudesse detectar suas próprias doenças? Pesquisadores vêm tentando criar um material que “pense” como o cérebro, que seria mais sensível aos sinais precoces de doenças neurológicas, como a doença de Parkinson. Este objetivo ainda está distante, mas pesquisadores da Universidade Purdue e do Laboratório Nacional Argonne, nos Estados Unidos, desenvolveram um novo material que pode pelo menos “escutar” o cérebro.

O que o “cérebro fala” são correntes iônicas, que ajudam o cérebro a realizar qualquer reação particular, como enviar um sinal para respirar. Detectar íons significa também detectar a concentração de uma molécula, que serve como um indicador da saúde do cérebro.

Em um estudo publicado na revista científica Nature Communications, pesquisadores demonstram a capacidade de um material quântico em receber automaticamente hidrogênio quando colocado sob uma fatia do cérebro de um modelo animal. Ser um “material quântico” significa que o material tem propriedades eletrônicas que não podem ser explicadas pela física clássica e que conferem uma vantagem exclusiva sobre outros materiais usados ​​na eletrônica, como o silício.

“O objetivo é preencher a lacuna entre como a eletrônica pensa, que é via elétrons, e como o cérebro pensa, o que é via íons. Este material nos ajudou a encontrar uma ponte em potencial ”, disse o Dr. Hai-Tian Zhang, estudante de pós-doutorado na Faculdade de Engenharia da Universidade  Purdue e primeiro autor do artigo. Em longo prazo, esse material pode até mesmo ter a capacidade de “baixar” seu cérebro, dizem os pesquisadores.

“Imagine colocar um dispositivo eletrônico no cérebro para que, quando as funções cerebrais naturais começarem a se deteriorar, uma pessoa ainda possa recuperar memórias desse dispositivo”, disse o Dr. Shriram Ramanathan, professor de Engenharia de Materiais da Universidade Purdue, cujo laboratório é especializado no desenvolvimento de tecnologia inspirada no cérebro. “Podemos dizer com confiança que este material é um caminho potencial para construir um dispositivo de computação que armazene e transfira memórias”, disse ele.

Os pesquisadores testaram este material em duas moléculas: glicose, um açúcar essencial para a produção de energia, e dopamina, um mensageiro químico que regula o movimento, respostas emocionais e memória. Como as quantidades de dopamina são tipicamente baixas no cérebro, e ainda mais baixas para as pessoas com doença de Parkinson, detectar esse produto químico tem sido notoriamente difícil. Mas a detecção precoce dos níveis de dopamina significaria também o tratamento precoce da doença.

“Este material quântico é cerca de nove vezes mais sensível à dopamina do que os métodos que usamos atualmente em modelos animais”, disse o Dr. Alexander Chubykin, professor de ciências biológicas do Instituto de Neurociências Integrativas da Universidade Purdue.

Acesse o artigo científico completo (em inglês).

Acesse a notícia completa na página da Universidade Purdue (em inglês).

Fonte: Kayla Wiles, Universidade Purdue, Imagem: Dr. Hai-Tian Zhang, Universidade Purdue.

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