Implantes em microescala dentro do cérebro para curar a doença de Parkinson

O projeto EIC FET-Open STARDUST fornecerá um dispositivo conceitualmente novo para optogenética in vivo, eletrofisiologia e administração local desencadeada de medicamentos para a doença de Parkinson.

09 April 2019 - Na União Européia, 4,5 milhões de pessoas sofrem da doença de Parkinson. Os custos relacionados com tratamentos e perda de mão-de-obra capaz são estimados em 13,9 mil milhões de euros anualmente. Assim, quaisquer melhorias relevantes dos tratamentos atuais são de enorme impacto. O tratamento padrão ouro para a doença de Parkinson hoje é a levodopa, precursora da dopamina, que alivia os principais sintomas motores, mas produz efeitos colaterais debilitantes e seu benefício terapêutico diminui com o tempo. Alternativamente, a terapia cirúrgica com estimulação cerebral profunda oferece grande potencial, mas é aplicada num número limitado de indivíduos (15%). A estimulação cerebral profunda demonstrou ser um tratamento eficaz para deficiência motora e prolonga a janela eficaz da terapia com levodopa. No entanto, não é isento de efeitos adversos significativos, afetando o humor e a cognição. Otimizar o tratamento de estimulação cerebral profunda para perfis de sintomas específicos do paciente é muitas vezes difícil devido à falta de especificidade do tipo de célula e ao ruído elétrico. A optogenética tem um grande potencial para preencher as lacunas no conhecimento do design preciso dos circuitos da doença de Parkinson e desenvolver opções de tratamento novas e melhoradas que poderão em breve vir a ter relevância clínica. O projeto EIC FET-Open STARDUST visa lançar as bases para uma abordagem completamente nova à investigação e tratamento da doença de Parkinson.

STARDUST trabalha em direção a um neuroestimulador cerebral profundo implantável, miniaturizado, sem fio e biocompatível, que é ainda mais integrado com eletrodos de registro e um sistema de administração de medicamentos para manipular neurônios-alvo. A STARDUST planeja usar dispositivos implantados sem bateria alimentados por ondas ultrassônicas para iluminar os neurônios selecionados no cérebro com luz LED enquanto registra as atividades cerebrais e administra medicamentos. Isso nunca foi feito antes. Original em inglês, tradução Google, revisão Hugo. Fonte: Digital-strategy.

Os desafios éticos de conectar nossos cérebros aos computadores

Devemos garantir que empresas, legisladores e consumidores usem a neurotecnologia de maneira responsável

Credit: Andriy Onufrienko Getty Images

December 26, 2020 - Controlar os movimentos dos animais apenas com seus pensamentos. Monitorar a atenção de um aluno na aula com um fone de ouvido que analisa a atividade cerebral. E, claro, os implantes cocleares muito mais familiares que ajudam os surdos a ouvir ou os estimuladores cerebrais profundos que ajudam as pessoas com doença de Parkinson a recuperar a mobilidade funcional.

Esta é a neurotecnologia - tecnologia nova e potencialmente revolucionária que promete transformar nossas vidas. Com todos os desafios globais de hoje, precisamos de tecnologia revolucionária para ajudar o mundo a enfrentar.

Neurotech é a nossa tentativa, francamente, alucinante de conectar cérebros humanos a máquinas, computadores e telefones celulares. Embora as interfaces cérebro-computador (BCIs) sejam o coração da neurotecnologia, ela é mais amplamente definida como a tecnologia capaz de coletar, interpretar, inferir ou modificar informações geradas por qualquer parte do sistema nervoso. Por quê? Desenvolver terapias para doenças mentais e neurológicas. Além dos cuidados de saúde, em breve poderá ser usado na educação, jogos, entretenimento, transporte e muito mais.

Mas existem armadilhas: ainda não há regulamentos ou grades de proteção amplamente aceitos quando se trata de desenvolvimento ou implantação de neurotecnologia. Precisamos deles - precisamos muito deles. Devemos ter princípios e políticas em torno de neurotecnologia, salvaguardas de tecnologia e regulamentações nacionais e internacionais.

O QUE É NEUROTECH, ASSIM?

Existem diferentes tipos, alguns são invasivos, outros não. As interfaces invasivas cérebro-computador envolvem colocar microeletrodos ou outros tipos de materiais neurotecnológicos diretamente no cérebro ou mesmo incorporá-los ao tecido neural. A ideia é sentir ou modular diretamente a atividade neural.

Essa tecnologia já melhorou a qualidade de vida e as habilidades de pessoas com diferentes doenças ou deficiências, da epilepsia à doença de Parkinson e à dor crônica. Um dia, poderemos implantar esses dispositivos de neurotecnologia em humanos paralisados, permitindo-lhes controlar facilmente telefones, computadores e membros protéticos - apenas com seus pensamentos. Em 2017, Rodrigo Hübner Mendes, um paraplégico, usou a neurotec para dirigir um carro de corrida com a mente. Recentemente, um dispositivo de neurotecnologia invasivo decodificou com precisão os movimentos de escrita à mão imaginados em tempo real, a uma velocidade que correspondia à digitação típica. Os pesquisadores também mostraram como a neurotecnologia invasiva permite que usuários com membros ausentes ou danificados sintam toque, calor e frio através de suas próteses.

Também há neurotecnologia não invasiva que pode ser usada para aplicações semelhantes. Por exemplo, os pesquisadores desenvolveram wearables para inferir a fala ou movimento pretendido de uma pessoa. Essa tecnologia poderia eventualmente permitir que um paciente com dificuldades de linguagem ou de movimento - digamos, alguém com síndrome de encarceramento - se comunique de maneira mais fácil e eficaz.

A neurotecnologia não invasiva também é usada para o controle da dor. Junto com a Boston Scientific, os pesquisadores da IBM estão aplicando o aprendizado de máquina, a internet das coisas e a neurotecnologia para melhorar a terapia da dor crônica.

Tudo isso já é bastante impressionante, mas também há neurotecnologia que realmente supera os limites. Não só pode sentir ou ler neurodados, mas também pode modular - de forma invasiva e não invasiva. Esta pesquisa ainda está em estágios iniciais, mas está avançando rapidamente.

Um exemplo surpreendente é o trabalho de Rafael Yuste, neurobiólogo da Universidade de Columbia. Sua equipe registrou a atividade dos neurônios de um rato que estava realizando uma ação, como lamber para receber uma recompensa. Posteriormente, os pesquisadores reativaram esses mesmos neurônios e fizeram com que o camundongo realizasse a mesma ação, mesmo que o roedor não pretendesse fazê-lo naquele momento. Outros neurocientistas usaram tecnologias semelhantes para transferir tarefas aprendidas entre dois roedores cérebro a cérebro e implantar falsas memórias na mente de um animal. É notável.

RISCOS, ÉTICA E REGULAMENTAÇÃO

Ainda assim, a neurotecnologia está no início de sua jornada tecnológica. À medida que se torna mais comum, devemos considerar os riscos que pode apresentar, a ética em torno dele e a regulamentação necessária. Temos que antecipar e lidar com as implicações relacionadas ao desenvolvimento, implantação e uso desta tecnologia. Quaisquer aplicações de neurotecnologia devem considerar consequências potenciais para a autonomia, privacidade, responsabilidade, consentimento, integridade e dignidade de uma pessoa.

E se alguém enfrentasse discriminação no emprego porque os algoritmos que acionam um aplicativo de neurotecnologia usado para contratar interpretam mal seus neurodados? E se um criminoso conseguir obter os neurodados anteriores ou atuais do secretário de defesa e roubar informações ultrassecretas? As preocupações éticas aumentam quando não estamos apenas monitorando os neurodados de alguém, mas também os interpretando, decodificando os pensamentos da pessoa - com implicações para a precisão e privacidade mental.

Um aspecto complicado é que a maioria dos neurodados gerados pelo sistema nervoso está inconsciente. Isso significa que é muito possível, sem saber ou sem intenção, fornecer à neurotecnologia informações que de outra forma não seria. Assim, em algumas aplicações da neurotecnologia, a presunção de privacidade dentro da própria mente pode simplesmente não ser mais uma certeza.

Como tecnologia nova e emergente, a neurotech desafia corporações, pesquisadores e indivíduos a reafirmar nosso compromisso com a inovação responsável. É essencial aplicar barreiras de proteção para que levem a resultados benéficos a longo prazo - nos níveis da empresa, nacional e internacional. Precisamos garantir que pesquisadores e fabricantes de neurotecnologia, bem como formuladores de políticas e consumidores, a abordem de forma responsável e ética.

Vamos agir agora para evitar quaisquer riscos futuros à medida que a neurotecnologia amadurece - para o benefício da humanidade. Original em inglês, tradução Google, revisão Hugo. Fonte: Scientificamerican.