Computação
Novas Tecnologias Tornam Implantes Neurais Biocompatíveis e Mais Duráveis
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Adaptando a Eletrônica ao Nosso Cérebro
Ao longo do tempo, os aparelhos eletrônicos ficaram menores e mais presentes no cotidiano: dos computadores de grande porte que ocupavam uma sala aos smartphones e outros dispositivos atuais.
As formas de controlá-los também mudaram, dos cartões perfurados às telas sensíveis ao toque e aos comandos de voz.
Uma possível etapa seguinte é interpretar sinais cerebrais para controlar um computador.
Por muito tempo, implantes neurais desse tipo pertenceram à ficção científica. Hoje existem protótipos de pesquisa e algumas aplicações médicas específicas. O uso inicial tende a se concentrar no registro de sinais e no apoio a pessoas com determinados problemas neurológicos. Uma integração ampla entre pensamento e computador permanece uma possibilidade distante.
Ideias como transferir informações diretamente para o cérebro, à maneira de filmes de ficção científica, continuam especulativas.
Implante Cerebral Flexível
Um implante precisa funcionar sem lesar o tecido ao redor. Metais biocompatíveis, como o titânio, podem servir em algumas aplicações ósseas; já tecidos moles como o cérebro exigem atenção especial à flexibilidade e à compatibilidade mecânica do dispositivo.
Os fluidos e íons do organismo também podem danificar componentes eletrônicos convencionais.
Por isso, pesquisadores buscam materiais e projetos capazes de proteger tanto o tecido quanto os circuitos.
“A eletrônica avançada vem sendo desenvolvida há décadas, e já existe um amplo conjunto de projetos de circuitos disponíveis.
O problema é que muitas dessas tecnologias de transistores e amplificadores não são compatíveis com a nossa fisiologia.”
Pesquisadores da Universidade da Califórnia em Irvine e da Universidade Columbia estudaram transistores eletroquímicos orgânicos flexíveis para possíveis interfaces neurais. Os resultados foram publicados na Nature Communications sob o título “Spatial control of doping in conducting polymers enables complementary, conformable, implantable internal ion-gated organic electrochemical transistors”1.
Eletrônica de Polímeros
Em vez de depender apenas de transistores rígidos de silício, a equipe desenvolveu circuitos com polímeros condutores. O projeto avança em relação a algumas abordagens anteriores de bioeletrônica.
Em designs anteriores, transistores complementares frequentemente exigiam materiais diferentes, o que aumentava a complexidade e podia criar problemas de estabilidade ou compatibilidade com tecidos sensíveis.
A equipe mostrou uma forma de obter funções complementares com um mesmo polímero condutor, o PEDOT:PSS (poli(3,4-etilenodioxitiofeno):poliestireno sulfonato).
“Ao projetar dispositivos com contatos assimétricos, conseguimos controlar em que região do canal ocorre a dopagem e alternar a resposta entre potenciais negativos e positivos. Assim, é possível criar um dispositivo complementar usando um único material.”
O uso de um único material pode simplificar a fabricação, mas a viabilidade de produção em escala ainda precisa ser demonstrada.
Fonte: Nature
A flexibilidade ajuda o dispositivo a acompanhar o movimento e as mudanças do tecido. Isso pode ser especialmente relevante em pesquisas com organismos em crescimento, embora aplicações pediátricas em pessoas ainda dependam de estudos adicionais.
Íons Em vez de Elétrons
Esses transistores interagem com o movimento de íons no tecido para captar sinais fisiológicos e convertê-los em sinais eletrônicos. Fluxos iônicos participam da comunicação celular, inclusive da atividade neuronal.
“Usamos polímeros orgânicos biologicamente mais próximos dos tecidos e projetamos o dispositivo para interagir com íons, porque a comunicação do cérebro e do corpo envolve processos iônicos.”
Nos experimentos, os sensores registraram sinais neurais com alta resolução; isso não equivale, por si só, a uma interface clínica pronta para uso.
A equipe avaliou a estabilidade dos dispositivos em animais vivos e em movimento. Seu baixo peso pode facilitar estudos de cérebros em desenvolvimento, nos quais implantes rígidos e maiores são difíceis de usar.
Fonte: Nature
Implantes Mais Duráveis
Além de flexibilidade e precisão, um implante precisa manter o desempenho ao longo do tempo.
Trocar um dispositivo implantado exige procedimentos invasivos; portanto, a durabilidade é um requisito importante.
Alguns projetos também dependem de circuitos integrados de silício para processar os sinais, mesmo quando o sensor em contato com o tecido é flexível. É necessário compreender como esses circuitos resistem ao ambiente corporal.
“Implantes neurais miniaturizados têm grande potencial na saúde, mas sua estabilidade de longo prazo dentro do corpo é uma preocupação importante.”
Dra. Vasiliki Giagka, professora associada da Universidade Técnica de Delft.
Pesquisadores da Universidade Técnica de Delft, da University College London, do Imperial College London e de instituições húngaras investigaram a durabilidade desses circuitos. O estudo saiu na Nature Communications com o título “On the longevity and inherent hermeticity of silicon-ICs: evaluation of bare-die and PDMS-coated ICs after accelerated aging and implantation studies2.”
Protegendo os Chips do Cérebro
A equipe examinou como circuitos de silício se degradam em condições fisiológicas. Foram realizados ensaios em laboratório e com implantes em animais.
Os testes incluíram circuitos produzidos por duas fabricantes com processos distintos, o que permitiu comparar o efeito do método de fabricação; os resultados não abrangem todos os designs possíveis.
Fonte: Nature
As camadas superiores de passivação dos circuitos incluem óxido e nitreto de silício. A espessura de cerca de 200 a 300 µm citada no artigo científico refere-se ao substrato de silício, e não a essas finas camadas protetoras. A estabilidade do conjunto influencia a vida útil do implante.
Fonte: Nature
Os pesquisadores também avaliaram o polidimetilsiloxano (PDMS), uma borracha de silicone macia e permeável à umidade, como revestimento. Parte de cada circuito recebeu a cobertura; outra parte ficou exposta para comparação.
Fonte: Nature
Melhoria Radical na Durabilidade
Nos ensaios acelerados e nos experimentos com animais, as regiões revestidas com PDMS apresentaram degradação menor do que as regiões expostas. Isso sugere maior durabilidade nas condições estudadas, mas não prova que qualquer implante resistirá por anos no cérebro humano.
Fonte: Nature
“Nossos resultados mostram que circuitos de silício sem encapsulamento adicional, quando cuidadosamente projetados, podem funcionar de forma confiável no corpo por meses.
Ficamos surpresos: eu não esperava que os microchips fossem tão estáveis ao permanecerem em água salgada aquecida sob tensão elétrica.”
O circuito chamado “Chip A” apresentou erosão mais rápida que o “Chip B”, indicando que o processo de fabricação influencia a durabilidade.
Diferenças na composição das camadas e na estrutura dos materiais podem ajudar a explicar essa variação, mas os mecanismos ainda precisam ser esclarecidos.
Aplicações
Circuitos mais resistentes e sensores poliméricos flexíveis podem ampliar as possibilidades de pesquisa em interfaces neurais.
A combinação pode permitir dispositivos menores e com maior vida útil, mas ainda não estabelece implantes semipermanentes para pessoas.
“Ao prolongar a vida útil dos implantes neurais, nosso estudo abre caminhos para tecnologias mais duráveis em interfaces cérebro-computador e possíveis terapias médicas.”
Doenças Neurológicas
No curto prazo, esses dispositivos podem contribuir para a pesquisa biomédica, inclusive para o registro da atividade cerebral em modelos animais.
Pesquisas futuras poderão avaliar se tais interfaces ajudam no diagnóstico ou tratamento de doenças como Alzheimer, Parkinson e esclerose lateral amiotrófica. Os dois estudos citados não demonstraram esses tratamentos.
O mesmo vale para depressão, transtorno bipolar e esquizofrenia: possíveis aplicações clínicas continuam hipotéticas.
Esse campo inclui os resultados iniciais de interfaces desenvolvidas pela Neuralink, voltadas principalmente a permitir o controle de dispositivos por pessoas com paralisia. Isso não demonstra eficácia para outras doenças neurológicas.
Implantes Neurais Verdadeiros
Converter sinais cerebrais em comandos para máquinas pode ter várias aplicações, inclusive com o avanço paralelo da inteligência artificial.
Para pessoas com limitações motoras graves, há aplicações em estudo, entre elas:
- Ajudar pessoas com paralisia ou sequelas de AVC a se comunicar.
- Melhorar o controle de dispositivos por pessoas que tiveram AVC ou vivem com paralisia cerebral ou distrofia muscular.
- Permitir o uso de um cursor ou de ferramentas controladas à distância, aumentando a autonomia em determinadas tarefas cotidianas.
Outras ideias permanecem mais distantes e especulativas:
- Exoesqueletos comandados por sinais neurais para auxiliar movimentos.
- Controle remoto de robôs em locais perigosos, desde que a segurança e a confiabilidade sejam demonstradas.
- Interação mais direta com computadores em atividades profissionais ou de entretenimento.
- Envio de informações sensoriais ao cérebro; propostas como “baixar” conhecimentos continuam no campo da especulação.
Quanto maior a integração entre computadores e sistemas neurais, maior a necessidade de proteger dados, privacidade e segurança. Uma invasão de um dispositivo implantado poderia ter consequências graves.
Investindo em Neurais & Implantes Médicos
Há empresas de equipamentos médicos negociadas em bolsa. A Securities.io reúne guias de corretoras para os Estados Unidos, Canadá, Austrália, Reino Unido e outros países.
Para exposição mais diversificada ao setor de equipamentos médicos, também existem fundos como o iShares U.S. Medical Devices ETF (IHI) ou o SPDR S&P Health Care Equipment ETF (XHE), embora esses fundos não representem uma aposta específica em implantes neurais.
Veja também o artigo “As 6 principais ações de dispositivos médicos“.
Empresas de Implantes Eletrônicos
PHG Gráfico de preços
As primeiras aplicações podem surgir na pesquisa e em áreas médicas específicas. Além de empresas privadas como a Neuralink, mencionadas no artigo “As 5 principais empresas de interfaces cérebro-computador (BCI)”, fabricantes de sensores e equipamentos médicos podem acompanhar a evolução dessas tecnologias. Ainda é cedo para afirmar quais delas comercializarão implantes neurais.
A Philips é conhecida por aparelhos de consumo, como barbeadores e escovas elétricas, e também atua no setor de saúde. Em 2022, liderou na Europa o depósito de patentes de tecnologia médica, segundo o indicador citado no artigo original.
Seu portfólio inclui produtos conectados, equipamentos de imagem, suporte respiratório e robótica médica. Essas atividades não significam que a empresa já comercialize a tecnologia específica dos estudos acima.
Fonte: Philips
A Philips oferece dispositivos vestíveis para acompanhar indicadores cardíacos, respiratórios e de atividade. Seus sensores podem ser incorporados a relógios, monitores e adesivos médicos.
Se implantes neurais flexíveis vierem a demonstrar segurança e eficácia clínica, a experiência em sensores poderá ser relevante para a empresa; sua liderança nesse futuro mercado não está estabelecida.
Na área de dispositivos médicos, a Philips também trabalha em parceria com outras empresas, oferecendo a terceiros desenvolvimento de dispositivos médicos conectados. Os serviços podem incluir prototipagem, apoio regulatório, desenvolvimento do produto e fabricação em escala.
Essa experiência pode facilitar a avaliação de novas tecnologias, mas sua adoção comercial depende de resultados técnicos, clínicos e regulatórios.
Em materiais de 2023, a Philips informou que seus produtos e serviços alcançavam 1,82 bilhão de pessoas; essa é uma estimativa histórica da empresa.
A empresa busca integrar sensores, equipamentos e plataformas digitais, como a HealthSuite Cloud, para permitir o acompanhamento e a análise de dados.
Uma futura interface neural poderia, em tese, interagir com esse tipo de infraestrutura, mas não há integração anunciada entre os protótipos de pesquisa citados e a plataforma.
Fonte: Philips
A Philips é fornecedora de equipamentos e sensores médicos. Sua experiência nessa área pode ser útil para analisar novas interfaces, embora o artigo não apresente evidência de uma participação direta nesses dois projetos.
O crescimento de dispositivos médicos conectados pode criar oportunidades para o setor, mas não garante expansão do segmento de saúde ou do valor das ações da Philips.
Referência do Estudo:
1. Wisniewski, D.J., Ma, L., Rauhala, O.J.et al. (2025) Spatial control of doping in conducting polymers enables complementary, conformable, implantable internal ion-gated organic electrochemical transistors. Nat Commun 16, 517. https://doi.org/10.1038/s41467-024-55284-w
2. Nanbakhsh, K., Shah Idil, A., Lamont, C.et al. (2025) On the longevity and inherent hermeticity of silicon-ICs: evaluation of bare-die and PDMS-coated ICs after accelerated aging and implantation studies. Nat Commun 16, 12. https://doi.org/10.1038/s41467-024-55298-4
