CIENCIAS - 4º Bimestre 2015

Cientistas criam pele artificial com tato capaz de transmitir sinais para cérebro

Estudo pode originar, no futuro, próteses com tato para pessoas amputadas.
Material flexível é capaz de detectar pressão e transmitir sinal para cérebro.

Fonte: http://g1.globo.com/ciencia-e-saude/noticia/2015/10/cientistas-criam-pele-artificial-com-tato-capaz-de-transmitir-sinais-para-cerebro.html

Foto 1 - Mão humana aperta mão robótica com mecanorreceptores artificiais (Foto: Bao Research Group/Stanford University)

Foto 2 - Pele artificial flexíveis com mecanorreceptores (Foto: Bao Research Group/Stanford University)

Foto 3 - Detalhe de modelo robótico com sensores artificiais (Foto: Bao Research Group/Stanford University)

Pesquisadores criaram uma pele artificial experimental capaz de sentir os objetos que poderia, no futuro, permitir às pessoas que usam próteses recuperar parte do tato.

Esta tecnologia, que ainda nas primeiras etapas de desenvolvimento, poderia também melhorar o controle das próteses e minimizar ou eliminar a sensação de "membro fantasma" que afeta 80% dos amputados, segundo os cientistas.

A pesquisa, conduzida na Universidade de Stanford, na Califórnia, foi publicada nesta quinta-feira (15/10) pela revista especializada "Science".

Os autores explicaram que utilizaram circuitos orgânicos flexíveis e sensores de pressão para reproduzir a sensibilidade da pele. Explicaram que puderam transmitir estes sinais sensoriais para as células cerebrais de cerebrais por meio da optogenética.

Neste novo campo de pesquisa, que combina ótica e genética, os cientistas modificam células para torná-las sensíveis a frequências específicas de luz. Em seguida, podem usar pulsos de luz para "ligar" e "desligar" as células ou os processos que ocorrem dentro delas.

Os autores conseguiram converter a pressão estática de um objeto sobre a pele, em sinais digitais comparáveis aos diferentes graus de resistência mecânica que a pele humana é capaz de detectar.

"Esta foi a primeira vez que um material flexível, similar à pele, foi capaz de detectar pressão e também transmitir um sinal para um componente do sistema nervoso", disse Zhenan Bao, pesquisadora que liderou o estudo.

Nanotubos de carbono

Para fabricar os sensores, utilizaram nanotubos de carbono de forma piramidal, que são particularmente eficazes para canalizar os sinais do campo elétrico dos objetos próximos. Estes últimos são captados por eletrodos.

Em um comentário sobre o estudo, também publicado na revista "Science", Polina Anikeeva e Ryan Koppes, do laboratório de pesquisa eletrônica do Massachusetts Institute of Technology (MIT), escreveram que reproduzir as propriedades mecânicas e as funções da pele "é um desafio difícil de engenharia", embora considerem a pesquisa promissora.

Anikeeva e Koppes, que não participaram do estudo, destacaram a aceleração dos progressos no campo dos circuitos eletrônicos flexíveis e orgânicos que permitem desenvolver miniaturas de sensores epidérmicos.

Comentário:

Atualmente, considera-se como prótese qualquer espécie de mecanismo ou dispositivo artificiais que substituam uma parte do corpo, podendo ser regiões pequenas ou até um membro inteiro.  Até onde eu pesquisei, não se sabe exatamente quando a ideia de prótese surgiu, porém foi encontrado em uma múmia egípcia de 2.400 anos que havia perdido o dedão do pé, uma espécie de prótese dobrável desse membro, feita em madeira e couro. Também foi descoberta uma perna falsa, na Itália, do ano 300 a.C..

Sabe-se que a palavra prótese apareceu na história pela primeira vez na Grécia antiga (próstose), empregada por Hipócrates, mas os principais avanços nesse campo ocorreram durante a Segunda Guerra Mundial. Os países envolvidos no conflito passaram a investir mais nessa área, percebendo que era menos dispendioso investir em próteses do que deixar de contar com homens treinados, tendo que treinar outros para substituí-los. Foi nessa época que Charles Eames, que acabou se tornando um grande nome nessa área, foi contratado pelos EUA para desenvolver talas mais resistentes, que permitiam mais movimento,.

Enfim, apesar de não ser um campo muito conhecido, o desenvolvimento de próteses movimenta um grande mercado atualmente, uma vez que o número de amputados continua crescendo, principalmente em regiões de conflitos. Em consequência, uma tecnologia que começou a ser usada séculos atrás, e que avançou durante a última grande guerra, continua encontrando espaço para se desenvolver, pois existem interesses econômicos e acadêmicos que estão criando novos conceitos e materiais para serem utilizados em próteses cada vez mais capazes de reproduzir movimentos e sensações dos órgãos amputados. E descobertas, como a da reportagem acima, vêm ganhando destaque.

Perder uma parte do corpo  por si já é uma experiência traumática. No entanto, voltar à rotina do dia a dia, sem um membro ou parte deste, é muito difícil. Nesse momento entram em ação as novas tecnologias, mencionadas na reportagem, capazes não só de tornar essa reabilitação mais confortável, como de permitir que o usuário da prótese consiga voltar quase que totalmente à sua vida normal, prometendo eliminar, inclusive a sensação do "membro-fantasma".

O pouco que se sabe sobre a sensação do "membro-fantasma" é que ela ocorre porque o cérebro possui uma espécie de "mapa neural" do corpo, que inclui as terminações nervosas que existiam na área que foi amputada. No caso de um antebraço que foi amputado, por exemplo, das terminações nervosas que ficavam nesse membro, ainda restam pequenas partes presentes na extremidade do cotovelo, na área logo acima da região que foi amputada. Assim, sabe-se que o fenômeno ocorre quando essas terminações continuam mandando informações para o cérebro como se o antebraço ainda existisse, e então a pessoa "sente" como se o membro ainda estivesse ali, inclusive "sentindo" dor neste.

Apesar de ainda parecer algo que se veria em ficção científica, chama a atenção o fato de já ter sido criada um tipo de "pele artificial" capaz de reproduzir a sensação de tato, a qual, quando estiver totalmente desenvolvida, pode revolucionar o mercado de próteses.

Além do mais, sabemos que muitas pessoas, após acidentes ou tragédias que as fazem perder parte do corpo, sofrem não só com a sensação do "membro-fantasma" como também com estresse pós-traumático e até depressão, o que faz com que essas pessoas acabem desanimando de ter que conviverem com algo tão artificial como são as próteses tradicionais, feitas de materiais como plástico ou metal, que em nada se assemelham à pele. Dessa forma, se o desenvolvimento da tecnologia de "pele artificial" descrita na reportagem for adiante e obtiver resultados cada vez melhores, muitas pessoas serão beneficiadas.

Essas novas tecnologias no campo das próteses prometem, assim, não só um grande passo gigante na Ciência médica, mas também a promessa de uma vida muito melhor para aqueles indivíduos desafortunados que sofreram qualquer tipo de amputação.