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Genes controlados pelo pensamento

Cientistas combinaram interface cérebro-computador com interruptor optogenético para criar a primeira interface cérebro-gene

Por Simon Makin

Pessoas conseguem controlar membros prostéticos, programas de computador e até mesmo helicópteros de controle remoto com a mente usando interfaces cérebro-computador. E se pudéssemos usar essa tecnologia para controlar coisas que acontecem dentro de nosso próprio corpo? Uma equipe de bioengenheiros da Suíça deu o primeiro passo para desenvolver essa tecnologia ao combinar uma interface cérebro-computador com um implante biológico sintético, permitindo que um interruptor genético seja operado pela atividade cerebral. Essa é a primeira interface cérebro-gene já criada

O grupo começou com uma interface típica cérebro-computador, um capacete de eletrodos que consegue registrar a atividade cerebral do usuário e transmitir sinais para outro dispositivo eletrônico. Nesse caso, o dispositivo é um gerador de campos eletromagnéticos; tipos diferentes de atividade cerebral fazem com que a força do campo varie.

O passo seguinte, porém, é completamente inédito: os cientistas usaram o campo eletromagnético para disparar a produção de proteínas dentro de células humanas em um implante realizado em ratos.

O implante usa uma tecnologia de ponta conhecida como ‘optogenética’. Os pesquisadores inseriram genes bacterianos em células renais humanas, fazendo com que produzissem proteínas fotossensíveis. Então alteraram as células com técnicas de biogenharia para que reagissem a estímulos luminosos disparando a cadeia de reações moleculares da síntese de  proteína chamada de fosfatase alcalina secretada, ou SEAP, facilmente detectável. Em seguida implantaram as células humanas sob a pele de vários ratos, acompanhadas de lâmpadas LED em pequenas bolsas plásticas. 

Voluntários humanos usando capacetes de eletrodos ficaram jogando [o video game] Minecraft ou meditando, gerando campos eletromagnéticos moderados ou intensos que atingiam os ratos. O campo ativava o LED infravermelho do implante, que disparava a produção de SEAP. A proteína então se difundia por membranas do implante até atingir a corrente sanguínea dos ratos.

Jogar Minecraft produziu níveis moderados de SEAP na corrente sanguínea dos ratos, e meditar produziu níveis altos. Um terceiro tipo de controle mental, conhecido como biofeedback, envolvia os voluntários observando a luz, que podia ser vista através da pele dos ratos, e aprendendo a conscientemente ligar ou desligar o LED – assim ativando ou desativando a produção de SEAP.

“Combinar uma interface cérebro-computador com um interruptor optogenético é uma ideia aparentemente simples”, declara o autor sênior, Martin Fussenegger, do Instituto Federal de Tecnologia da Suíça, em Zurique, “mas controlar genes dessa maneira é completamente inédito”. Por meio de um implante, o equipamento usa o poder da optogenética sem exigir que o usuário tenha suas células alteradas geneticamente.

Fussenegger e seus coautores imaginam que implantes terapêuticos um dia produzirão substâncias para corrigir uma grande variedade de disfunções: neurotransmissores para regular o humor ou a ansiedade, analgésicos naturais para dores agudas ou crônicas, fatores de coagulação sanguínea para hemofílicos, e assim por diante. Alguns pacientes se beneficiariam muito de ter controle consciente sobre doses intravenosas em vez de dependerem de sensores – especialmente em casos como os de dor, que é difícil de ser medida por quem não a está sentindo, ou pacientes com síndrome do encarceramento ou que estão conscientes mas que não conseguem se comunicar.

Publicado por Scientific American em 12 de fevereiro de 2015.