Mecânica da biologia: nanorobôs consertam cérebro


O Grupo de Neurobiologia Sintética do MIT, nos EUA, está desen­volvendo nanorrobôs pa­ra tratar desordens cere­brais. O grupo obteve ex­periências bem-sucedidas com camundongos no tra­tamento da cegueira. Ed Boyden, diretor do grupo, diz que o tratamento pode ser mais eficaz que o uso de medicamentos.

Jornal Folha de São Paulo - por Ian Tucker

Ed Boyden dirige o Grupo de Neurobiologia Sintética do Media Lab do MIT (Massachusetts Institute ofTechnology), nos EUA. Ele trabalha no desenvolvimento de tecnologias e ferramentas para re­velar quais neurônios estão envol­vidos em diferentes processos cog­nitivos e usar esse conhecimento para tratar desordens cerebrais.

Leia abaixo a entrevista que Boyden concedeu ao "Observer".

Pergunta - O que é neurobiologia sintética?

Ed Boyden - A biologia sintéti­ca consiste em tirar moléculas do mundo natural e descobrir como convertê-Ias em minimáquinas que podemos usar para tratar pro­blemas cerebrais complexos. Se conseguimos sintetizar a computação do cérebro e escrever informações sobre ela, isso nos permite testar nossa compreensão do cérebro e consertar desordens, controlando os processos internos - ou seja, fazendo um software funcionar no cérebro, como se este  fosse um computador.

Quão importante foi a sua forma­ção em engenharia elétrica e fisica para essa pesquisa?

Ed Boyden - Estudar fisica foi muito útil. Vo­cê é treinado a pensar nas coisas tanto no nível lógico quanto no in­tuitivo. A engenharia elétrica tam­bém foi ótima porque os neurônios são dispositivos elétricos, e temos que pensar em circuitos e redes. Eu me interessava pelas gran­des incógnitas, e o cérebro é uma das maiores, de modo que cons­truir ferramentas que enxergam o cérebro como um grande circuito elétrico foi algo que me atraiu.

Então temos uma "placa de circui­to" cerebral?

Ed Boyden - Não sabemos quantos tipos de células existem no cérebro. Gos­to de pensar o cérebro como um iPhone: existem milhões deles, todos possuem o mesmo mapa, mas neste momento todos estão fazendo computações diferentes, desde arremessar pássaros [no jo­go Angry Birds] até ler um e-mail. E preciso mais que um mapa para compreender uma computação.

Então como você descobre sobre as funções dos diferentes neurônios?

Ed Boyden - Estamos construindo robôs capazes de nos ajudar a analisar o cérebro em resolução unicelular. Esperamos usá-los para colher os conteúdos de células e descobrir quais são suas propriedades. A ponta desse robô tem um milioné­simo de um metro de largura.

E o que farão com as informações?

Trabalhamos em tecnologias robóticas ou interfaces tridimen­sionais que permitem dirigir infor­mações a milhares de pontos do cé­rebro, para que possamos determi­nar quais circuitos são importantes para um processo cognitivo dado ou para consertar uma desordem.

Isso não é invasivo?

Ed Boyden - Algum grau de invasão não é o fim do mundo: 250 mil pessoas já possuem algum tipo de implante neural. Tratamentos invasivos fei­tos com sutileza podem ser mais desejáveis do que algo que você tenha que usar o tempo todo, como um capacete, por exemplo.

Suas técnicas já foram empregadas em seres vivos?

Ed Boyden - Tentamos restaurar a visão de um olho cego. Há muitos exemplos de olhos cegos em que os fotorreceptores desapareceram; nesses casos, não há medicamentos que possam ser usados porque não há nada a que possam se prender. Os neurônios são dispositivos elétricos. Normalmente, células fotossensoras na retina captam a luz e a transformam em sinais elétricos, que podem então ser processados pela retina e trans­mitidos para o cérebro. O que fizemos foi tirar uma pro­teína sensível à luz de uma espécie de alga verde que converte luz em sinais elétricos, e então nós a ins­talamos em células poupadas na retina de um camundongo cego. As células fotossensibilizadas na retina captaram luz. A retina anteriormente cega tornou -se uma câmera. Desco­brimos que, se pegássemos um camundongo cego e tornássemos sua retina sensível à luz, ele era ca­paz de se orientar por um labirinto bastante complexo.

Quanto falta para usar essas técni­cas com seres humanos?

Ed Boyden - Meu laboratório se preocupa em inventar as ferramentas. Mas, entre as pessoas que buscam tra­tamentos para a cegueira, há pelo menos cinco grupos que anunciaram planos ou iniciaram empreen­dimentos para pegar essas tecno­logias e aplicá-Ias em humanos.

Quais são as vantagens dessas tecnologias em comparação com medicamentos?

Ed Boyden - Existem muitas de ordens em que um tipo específico de célula no cérebro se atrofia ou degenera. Se pudermos enviar informações a essa célula, poderemos corrigir uma desordem cerebral com mais precisão, ao mesmo tempo mini­mizando os efeitos colaterais. Um medicamento poderia afe­tar células saudáveis além das células que precisam de conserto, provocando efeitos colaterais.

Essas ferramentas poderiam ser usadas para ajudar na descoberta de medicamentos?

Ed Boyden - Suponhamos que pudéss semos percorrer o cérebro com fontes de luz e rastrear quais moléculas es­pecíficas sobre células específicas exercem mais impacto no trata­mento de uma desordem. Se puder­
mos encontrar uma droga capaz de fixar-se a essa molécula, embora apenas uma em cada dez molécu­las seja passível de aceitar que dro­gas se fixem a ela, talvez possamos desenvolver medicamentos que afetam classes específicas de célu­las cerebrais, e não outras.

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