Fonte: KAIST

Um novo estudo mostra que os pesquisadores podem controlar remotamente os circuitos cerebrais de vários animais de forma simultânea e independente por meio da Internet. Os cientistas acreditam que esta tecnologia recentemente desenvolvida pode acelerar a pesquisa do cérebro e vários estudos neurocientíficos para descobrir as funções cerebrais básicas, bem como os fundamentos de vários distúrbios neuropsiquiátricos e neurológicos.

Uma equipe multidisciplinar de pesquisadores da KAIST, Washington University em St. Louis, e da University of Colorado, Boulder, criou um ecossistema sem fio com seus próprios dispositivos implantáveis ​​sem fio e infraestrutura de Internet das Coisas (IoT) para permitir experimentos de neurociência de alto rendimento no Internet. Essa tecnologia inovadora pode permitir que os cientistas manipulem os cérebros de animais de qualquer lugar do mundo.

O estudo foi publicado na revista Nature Biomedical Engineering em 25 de novembro.

“Esta nova tecnologia é altamente versátil e adaptável. Ela pode controlar remotamente vários implantes neurais e ferramentas de laboratório em tempo real ou de forma programada, sem interações humanas diretas ”, disse o professor Jae-Woong Jeong da Escola de Engenharia Elétrica da KAIST e autor sênior do estudo. “Esses dispositivos e equipamentos neurais sem fio integrados à tecnologia IoT têm um potencial enorme para a ciência e a medicina”.

O ecossistema sem fio requer apenas um minicomputador que pode ser comprado por menos de US $ 45, que se conecta à Internet e se comunica com sondas cerebrais multifuncionais sem fio ou outros tipos de equipamentos convencionais de laboratório usando módulos de controle de IoT. Ao integrar de forma ideal a versatilidade e a construção modular de hardware e software de IoT exclusivos em um único ecossistema, esta tecnologia sem fio oferece novos aplicativos que não foram demonstrados antes por uma única tecnologia autônoma. Isso inclui, mas não está limitado a hardware minimalista, acesso remoto global, experimentos seletivos e programados, automação personalizável e escalabilidade de alto rendimento.

“Contanto que os pesquisadores tenham acesso à Internet, eles podem acionar, personalizar, interromper, validar e armazenar os resultados de grandes experimentos a qualquer momento e de qualquer lugar do mundo. Eles podem realizar remotamente experimentos de neurociência em grande escala em animais implantados em vários países ”, disse um dos autores principais, Dr. Raza Qazi, pesquisador do KAIST e da Universidade do Colorado, Boulder. “O baixo custo desse sistema permite que ele seja facilmente adotado e pode estimular ainda mais a inovação em muitos laboratórios”, acrescentou o Dr. Qazi.

Uma das vantagens significativas desta neurotecnologia IoT é sua capacidade de ser implantada em massa em todo o mundo devido ao seu hardware minimalista, baixo custo de configuração, facilidade de uso e versatilidade personalizável. Cientistas em todo o mundo podem implementar rapidamente esta tecnologia em seus laboratórios existentes com preocupações orçamentárias mínimas para alcançar acesso globalmente remoto, automação experimental escalonável ou ambos, reduzindo potencialmente o tempo necessário para desvendar vários desafios neurocientíficos, como aqueles associados a condições neurológicas intratáveis.

Outro autor sênior do estudo, o professor Jordan McCall do Departamento de Anestesiologia e Centro de Farmacologia Clínica da Universidade de Washington em St. Louis, disse que essa tecnologia tem o potencial de mudar a forma como os estudos básicos de neurociência são realizados. “Uma das maiores limitações ao tentar entender como o cérebro dos mamíferos funciona é que temos que estudar essas funções em condições não naturais. Esta tecnologia nos traz um passo mais perto de realizar estudos importantes, sem interação humana direta com os sujeitos do estudo. ”

A capacidade de agendar experimentos remotamente se move no sentido de automatizar esses tipos de experimentos. O Dr. Kyle Parker, instrutor da Washington University em St. Louis e outro autor principal do estudo, acrescentou: “Essa automação experimental pode nos ajudar a reduzir o número de animais usados ​​na pesquisa biomédica, reduzindo a variabilidade introduzida por vários experimentadores. Isso é especialmente importante devido ao nosso imperativo moral de buscar projetos de pesquisa que possibilitem essa redução. ”

Os pesquisadores acreditam que esta tecnologia sem fio pode abrir novas oportunidades para muitas aplicações, incluindo pesquisa do cérebro, produtos farmacêuticos e telemedicina para tratar doenças no cérebro e outros órgãos remotamente. Essa tecnologia de automação remota pode se tornar ainda mais valiosa quando muitos laboratórios precisarem ser fechados, como durante o auge da pandemia de COVID-19.

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