Uma equipe de pesquisa liderada pela Universidade de Oxford e pela Universidade de Cambridge criou novos eletrodos cerebrais 'inspirados em origami' que podem dobrar até uma fração de seu tamanho total. Esse avanço pode reduzir significativamente a quantidade de cirurgia necessária para tratar condições como epilepsia ou para instalar interfaces cérebro-computador.

Medir a atividade elétrica cerebral é essencial para diagnosticar e tratar com precisão condições como epilepsia. No entanto, isso geralmente requer que os cirurgiões cortem uma grande janela no crânio (uma craniotomia) para colocar eletrodos diretamente na superfície do cérebro. Esse procedimento altamente invasivo normalmente envolve um período de recuperação prolongado e apresenta riscos graves de infecção.

O novo estudo, publicado na Nature Communications, demonstrou que o uso de um design dobrável para eletrodos cerebrais poderia reduzir a área de incisão necessária em cerca de cinco vezes, sem afetar a funcionalidade.

O autor sênior Professor Associado Christopher Proctor (Departamento de Ciências da Engenharia, Universidade de Oxford) disse: 'Este estudo apresenta uma nova abordagem para interagir diretamente com grandes áreas do cérebro por meio de uma cirurgia do tipo buraco de fechadura. O significado potencial deste trabalho é duplo. Primeiro, há a promessa de uma ferramenta de diagnóstico menos invasiva para pacientes com epilepsia. Segundo, imaginamos que a natureza minimamente invasiva permitirá novas aplicações em interfaces cérebro-máquina.'

Quando totalmente expandido, o dispositivo se assemelha a uma pastilha de silicone plana e retangular com 32 eletrodos embutidos, presos a um cabo. A pastilha — com cerca de 70 mícrons de espessura (aproximadamente a largura de um fio de cabelo humano) — é então dobrada, como uma sanfona, permitindo que ela passe por uma fenda de apenas 6 mm de diâmetro. Uma vez posicionada na superfície do cérebro, uma câmara cheia de fluido pressurizado na pastilha infla e desdobra o dispositivo para cobrir uma área cinco vezes maior, até 600 mm 2.

Em comparação, a aplicação de um dispositivo não dobrável do mesmo tamanho normalmente exigiria o corte de uma área de pelo menos 600 mm 2 do crânio.

Os pesquisadores confirmaram a funcionalidade do dispositivo testando-o em porcos anestesiados, usando instalações nas Universidades de Cambridge e Bolonha. Isso demonstrou que os eletrodos desdobrados foram capazes de detectar e registrar com precisão a atividade cerebral.

De acordo com a equipe, o dispositivo poderia potencialmente começar a ser usado para tratar pacientes humanos dentro de alguns anos. Cerca de 50 milhões de pessoas no mundo têm epilepsia , o que acarreta um risco de morte prematura até três vezes maior do que para a população em geral (Organização Mundial da Saúde).

O autor principal Dr. Lawrence Coles (Departamento de Engenharia, Universidade de Cambridge) disse: 'Estamos agora trabalhando com parceiros clínicos para refinar o design com o objetivo de iniciar testes em pacientes humanos dentro de dois anos. Além da epilepsia, essa abordagem pode ser usada para diagnosticar e tratar outras condições que resultam em convulsões cerebrais, como certos tumores cerebrais.'

De acordo com os pesquisadores, o design dobrável também pode reduzir a quantidade de cirurgia necessária para instalar interfaces cérebro-computador, o que pode beneficiar pessoas com deficiências e otimizar as interações entre humanos e computadores.

'Interfaces cérebro-computador são uma área de desenvolvimento incrivelmente rápida e promissora', acrescentou o Dr. Coles. 'Uma área particularmente empolgante é a decodificação direta da fala, onde eletrodos medem sinais diretamente da própria superfície do cérebro para traduzir o que a pessoa está tentando dizer.'

Ley Sander, Diretor Médico da Epilepsy Society e Professor de Neurologia na UCL (que não estava envolvido no estudo) disse: 'Esta é uma nova abordagem empolgante para a cirurgia cerebral, mas está muito em sua infância. Qualquer coisa que reduza a natureza invasiva da cirurgia cerebral e o risco de infecção tem que ser bem-vinda, particularmente se promete um tempo de recuperação mais curto. A cirurgia cerebral só é possível para pessoas para as quais somos capazes de identificar a área do cérebro onde suas convulsões ocorrem, mas nesses casos, oferece esperança real de liberdade de convulsão.'

O estudo 'Atuação fluídica suave inspirada em origami para eletrocorticografia minimamente invasiva de grande área' foi publicado na Nature Communications.