Num avanço que parece saído da ficção científica, pesquisadores da Universidade de Massachusetts Amherst desenvolveram pela primeira vez um neurônio artificial que praticamente empata com a natureza em termos de tamanho, consumo de energia e funcionalidade.
Esta célula cerebral sintética não apenas gera sinais elétricos como os reais, mas também responde a substâncias como a dopamina e consegue se comunicar diretamente com células cardíacas humanas.
O projeto, liderado pelo estudante de pós-graduação Shuai Fu sob orientação do professor Jun Yao, partiu de um objetivo ambicioso: replicar em laboratório a eficiência e adaptabilidade dos neurônios biológicos, aquelas células capazes de processar desde informações simples até pensamentos complexos.
O segredo dessa inovação está em um componente microscópico chamado memristor, um resistor com memória que consegue reter estados elétricos anteriores. O que torna este memristor especial são os nanofios de proteína extraídos da bactéria Geobacter sulfurreducens, comum em leitos de rios. Esses fios condutores são tão finos que fazem a circuitaria de silício parecer equipamento pesado.
Graças a esses nanofios naturais, o memristor consegue alternar entre estados com apenas 60 milivolts e 1,7 nanoamperes, valores praticamente idênticos aos dos neurônios humanos. As tentativas anteriores de neurônios artificiais consumiam dez vezes mais voltagem e cem vezes mais energia, o que as tornava inviáveis para aplicações práticas.
A equipe usou esse componente em um circuito que imita com precisão o comportamento elétrico dos neurônios biológicos. Assim como as células reais, o neurônio artificial acumula carga gradualmente, emite um pico de atividade preciso e então entra em uma breve pausa de recuperação antes de recomeçar o ciclo.
A capacidade de integração com sistemas biológicos foi comprovada em um experimento onde o neurônio artificial foi conectado a células cardíacas humanas em laboratório. Quando os pesquisadores adicionaram norepinefrina, um medicamento que acelera os batimentos cardíacos, o dispositivo detectou em tempo real a resposta das células, demonstrando que pode “escutar” e interpretar sinais biológicos.
As implicações médicas dessa tecnologia são profundas. No futuro, neurônios artificiais como este poderiam compor implantes para reparar circuitos cerebrais danificados ou formar a base de interfaces cérebro-máquina que permitiriam a pacientes paralisados controlar próteses com o pensamento. Na pesquisa médica, eles poderiam monitorar a saúde celular continuamente e testar como novos medicamentos afetam tecidos vivos, acelerando significativamente o desenvolvimento de tratamentos.
Veja mais sobre ciência.
