Nanodiscos revolucionam a estimulação cerebral remota sem cirurgia com avanços na tecnologia magnética

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Por Ana Silva
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Nanodiscos interagindo com uma ilustração de cérebro brilhante.

São PauloPesquisadores do MIT desenvolveram pequenos discos magnéticos capazes de estimular o cérebro sem a necessidade de cirurgia. Com apenas 250 nanômetros, esses discos podem substituir os métodos usuais de estimulação cerebral profunda (DBS). Normalmente, a DBS exige a implantação cirúrgica de eletrodos no cérebro, mas esses novos discos podem ser injetados diretamente em áreas específicas do cérebro. Eles são ativados externamente com um campo magnético, tornando o procedimento menos invasivo e possivelmente mais seguro.

Principais características dos nanodiscos incluem:

  • Tamanho: Aproximadamente 1/500 da largura de um fio de cabelo humano.
  • Composição: Núcleo magnético magnetoestritivo com uma camada piezoelétrica.
  • Mecanismo de Ação: Converte sinais magnéticos em pulsos elétricos.
  • Ativação: Controlada através de um campo magnético externo.
  • Estimulação Direcionada: Eficaz em áreas superficiais e profundas do cérebro.

Equipe de Pesquisadores Revoluciona Estímulos Magnéticos com Novos Nanodiscos

A equipe liderada pela Professora Polina Anikeeva desenvolveu nanodiscos para aprimorar as técnicas de estimulação magnética atuais, que não são adequadas para humanos devido à necessidade de alterações genéticas. Os nanodiscos utilizam suas propriedades magnetoestrictivas, representando uma grande melhoria em relação às nanopartículas esféricas mais antigas, possibilitando uma estimulação elétrica mais forte e precisa do que antes.

Esses discos têm um formato achatado, o que os torna mais eficazes em termos magnéticos. Este design melhora a conversão do magnetismo em sinais elétricos. Apesar dos avanços significativos, os pesquisadores continuam a buscar maneiras de aumentar ainda mais a eficiência da produção elétrica.

Discos de nanopartículas oferecem várias aplicações potenciais. Eles podem auxiliar no estudo do cérebro e, futuramente, tratar condições como a doença de Parkinson e o transtorno obsessivo-compulsivo. No entanto, antes de serem utilizados em humanos, são necessários mais testes de segurança em larga escala.

O próximo desafio da equipe é aprimorar a eficácia com que conseguem transformar efeitos magnetostritivos em efeitos magnetoelétricos. Esta pesquisa pode revolucionar o tratamento de condições neurológicas, buscando métodos que sejam menos invasivos e mais adaptáveis. O projeto é fruto de colaboração entre diferentes departamentos e instituições, destacando a abrangência e relevância desta importante investigação.

O estudo é publicado aqui:

http://dx.doi.org/10.1038/s41565-024-01798-9

e sua citação oficial - incluindo autores e revista - é

Ye Ji Kim, Noah Kent, Emmanuel Vargas Paniagua, Nicolette Driscoll, Anthony Tabet, Florian Koehler, Elian Malkin, Ethan Frey, Marie Manthey, Atharva Sahasrabudhe, Taylor M. Cannon, Keisuke Nagao, David Mankus, Margaret Bisher, Giovanni de Nola, Abigail Lytton-Jean, Lorenzo Signorelli, Danijela Gregurec, Polina Anikeeva. Magnetoelectric nanodiscs enable wireless transgene-free neuromodulation. Nature Nanotechnology, 2024; DOI: 10.1038/s41565-024-01798-9
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