Imagine se o cérebro pudesse identificar possíveis danos à sua estrutura? Com isso seria possível atentar aos sinais precoces de doenças neurológicas como o Mal de Parkinson ou de Alzheimer. No futuro, essa capacidade também poderá ser ampliada para que memórias e pensamentos sejam lidos e até copiados. Apesar do funcionamento da mente ainda ser um "mistério", pesquisadores da Universidade de Purdue e do Laboratório Nacional de Argonne, ambos dos Estados Unidos, desenvolveram um novo material que pode "escutar" o cérebro. A informação foi divulgada pelo portal americano Hype Science.
Na verdade, os cientistas conseguiram criar um material quântico que lê as correntes iônicas, que ajudam nossa mente a realizar ações escpecíficas como algo tão básico quanto enviar um sinal para respirar. Detectar íons significa também detectar a concentração de uma molécula, que serve como um indicador da saúde do cérebro.
O estudo foi publicado no dia 10 de abril na revista científica Nature Communications. De acordo com o Hype Science, os cientistas conseguiram demonstrar a capacidade de um material quântico para receber automaticamente hidrogênio quando colocado sob uma fatia de cérebro de uma cobaia. Como estamos falando de física quântica, o material usado possui propriedades eletrônicas que não podem ser explicadas pela física clássica e que conferem uma vantagem exclusiva sobre outros componentes eletrônicos, como o silício, comum em processadores de computador.
A vantagem do material quântico está relacionada aos elétrons, que o tornam extremamente sensível e sintonizável.
"O objetivo é preencher a lacuna entre o modo como a eletrônica pensa, que é via elétrons, e como o cérebro pensa, o que é via íons. O novo material nos ajudou a encontrar uma possível ponte", comenta o pesquisador Hai-Tian Zhang, da Universidade de Purdue, principal autor do estudo, citado pelo portal americano.
Como mostrasm os especialistas, no futuro, esse material poderá ser capaz até mesmo de "baixar" (download) as informações do cérebro.
"Imagine colocar um dispositivo eletrônico no cérebro para que, quando as funções cerebrais naturais começarem a se deteriorar, uma pessoa ainda possa recuperar memórias usando o dispositivo", diz o pesquisador Shriram Ramanathan, também da Universidade de Purdue, cujo laboratório é especializado no desenvolvimento de tecnologias inspiradas no cérebro, citado pelo Hype Science.
"Podemos dizer com certeza que o material é um caminho em potencial para que se construa um dispositivo computacional capaz de armazenar e transfirer memórias", completa o cientista.
Os pesquisadores testaram este material em duas moléculas: glicose, um açúcar essencial para a produção de energia; e dopamina, um neurotransmissor que regula o movimento, as respostas emocionais e a memória. Como as quantidades de dopamina são normalmente baixas no cérebro, e ainda menores em pessoas com Parkinson, detectar essa substância costuma ser muito difícil. Mas o diagnóstico precoce dos níveis de dopamina significa antecipar o tratamento dessa doença neurológica.
"O material quântico é cerca de nove vezes mais sensível à dopamina do que os métodos que usamos atualmente em modelos animais", diz Alexander Chubykin, do Instituto de Neurociência Integrativa da Universidade de Purdue, também citado pelo portal.
O material quântico deve sua sensibilidade às fortes interações entre os chamados "elétrons correlacionados". Os pesquisadores descobriram que, quando colocavam o material em contato com moléculas de glicose, os óxidos capturavam espontaneamente hidrogênio da glicose por meio de uma enzima. O mesmo aconteceu com a dopamina liberada de uma fatia do cérebro do rato.
A forte afinidade com o hidrogênio, que foi demonstrada no Laboratório Nacional de Argonne, permitiu que o material extraísse átomos por conta própria – sem uma fonte de energia externa.
"O fato de não fornecermos energia ao material para que ele absorva o hidrogênio significa que ele pode carregar componentes eletrônicos de baixa potência com alta sensibilidade. Isso pode ser útil para investigar ambientes inexplorados também", afirma Shriram Ramanathan.
O próximo passo, de acordo com os cientistas, é criar uma forma de o material "se comunicar" com o cérebro.