Em nosso segundo vídeo do nosso projeto NEUROLAB, falamos um pouco sobre a definicão da neuroengenharia e como ela está ganhando mais e mais visibilidade na neurociência e na sociedade. Você ainda não conhece o Neurolab? Acesse nosso blog "Neurolab" e conheça uma forma prática de aprender neurociência além de sua importância para comunicação científica. Neste blog, discutiremos os assuntos e pontos importantes de nosso vídeo (Neurolab #2).
Neuroengenharia é a ciência que une os conhecimentos da neurociência (neuroanatomia e neurofisiologia) e da neuroengenharia (programação e tecnologia) a fim de solucionar problemas associados a limitações neurológicas. Para este objetivo, é imprescindível o domínio de conhecimentos específicos abrangentes tanto na pesquisa básica, quanto na aplicada, como por exemplo eletrofisiologia, neurodinâmica, microscopia, programação, neurobiologia, circuitos eletrônicos, entre outros. A neuroengenharia possui várias subáreas, como por exemplo, neuroreabilitação, neuromecânica, neuroimagem, neuroinformática, neuromodulação e interface cérebro-máquina. As duas principais áreas que abrangem todas as outras é a neuromodulação e ICMs, e são nelas que vamos focar neste blog.
Como vimos em nosso blog "Como Funcionam as Interfaces Cérebro Máquinas", às ICMs são tecnologias que tem como objetivo conectar o cérebro humano a computadores ou dispositivos eletrônicos, como uma cadeira de rodas elétrica, controlar um computador ou até mesmo um braço robótico. Por meio dessa tecnologia é possível realizar o registro da atividade elétrica (EEG), hemodinâmica (fNIRS) ou magnética funcional (fMRI) do cérebro, sendo possível a partir desse sinal, decodificar o código neural e por meio de algoritmos traduzi-lo em sinal linguagem de máquina, para que esta então, possa controlar dispositivos eletrônicos que podem estar ao nosso redor, embutidos no corpo humano ou até mesmo a quilômetros de distância. Como vimos em nosso blog "Implante de microeletrodos intracerebrais: presente, futuro e desafios", além das técnicas de aquisição do sinal cerebral não invasivas, também temos as técnicas de invasivas como o implante de micro eletrodos intracerebrais, que oferecem um sinal mais instável e menos ruidoso. Dessa forma, temos muitas aplicações da ICM, como por exemplo na reabilitação (seja por meio de controle de próteses ou órteses), na comunicação (controle de chats virtuais sem necessidade de algum movimento muscular) e mobilidade.
Já a neuromodulação (Blackrock Microsystems), é envio de corrente elétrica para o microeletrodo com o propósito de restaurar a atividade de alguma área cerebral específica que possui algum tipo de déficit celular, como ocorre em algumas doenças neurológicas. Isso acontece, por exemplo, em pacientes que possuem doença de Parkinson, onde ocorre a morte de neurônios dopaminérgicos na região conhecida como via nigro-estriatal, ocasionando uma desordem na passagem do sinal do córtex motor para o restante do SNC, fazendo com que o paciente apresente déficits motores, como tremor de repouso e dificuldade de realizar a marcha. Porém, com a estimulação cerebral profunda (Deep brain Stimulation) (imagem do lado) por meio do implante de microeletrodo, o paciente apresenta uma melhora significativa desses sinais e sintomas. Além do implante de microeletrodos, também existe métodos de neuromodulação não invasivo como o TMS.
Assista nosso Neurolab sobre neuroengenharia:
Referências:
Shemesh, Or A., and Edward S. Boyden. "Neuroengineering Overview." Meeting Abstracts. No. 55. The Electrochemical Society, 2017.