Cientistas dão passo importante rumo a cérebro artificial

Modelo tridimensional do cérebro

Cientistas suecos anunciaram ter dado o primeiro passo para criar um modelo tridimensional do cérebro.

Um modelo artificial de cérebro poderia elevar todas as pesquisas neurocientíficas a um novo patamar, permitindo experiências que hoje só podem ser parcialmente simuladas em cérebros de cobaias, muito diferentes dos cérebros humanos.

O grupo, formado por cientistas das universidades Chalmers e Gotemburgo, conseguiu estimular a formação de redes neurais vivas e funcionais usando um substrato de nanocelulose, um material biológico.

"Foi um grande desafio. Mas, depois de muitos experimentos, nós descobrimos um método para fazer as células aderirem ao suporte dando-lhes uma maior carga positiva. Agora nós temos um método estável para cultivar neurônios sobre a nanocelulose," comemora o Dr. Paul Gatenholm, coordenador do estudo.

Células nervosas crescendo sobre uma estrutura tridimensional de nanocelulose, o primeiro passo para criar o que os cientistas chamam de "cérebro artificial".
[Imagem: Philip Krantz/Chalmers University]

Células em 3D

Cultivar neurônios em laboratório é simples, mas eles crescem nos chamados discos de Petri, ou seja, somente formam redes neurais sobre o plano do recipiente de vidro.

Ocorre que o cérebro humano é tridimensional. Por isto os cientistas procuram desenvolver suportes capazes de permitir que os neurônios, assim como as células de outros órgãos, cresçam de forma parecida como o fazem no corpo.

No experimento agora realizado com sucesso pelos cientistas suecos, os neurônios desenvolveram interconexões, as chamadas sinapses, tão logo começaram a se desenvolver sobre o suporte de nanocelulose.

Os pesquisadores agora podem usar impulsos elétricos e substâncias químicas sinalizadoras para gerar impulsos nervosos, que se espalham pela rede neural da mesma maneira que o fazem no cérebro.

Eles também poderão estudar como as células nervosas reagem a outras moléculas, tais como fármacos, ou novas moléculas candidatas a medicamentos.

Cérebro artificial

Segundo a equipe, seu objetivo é desenvolver "cérebros artificiais", marcadamente simplificados, é claro, mas suficientes para estudar, por exemplo, a destruição das sinapses, que é um dos primeiros sinais do Mal de Alzheimer.

Na verdade, todas as pesquisas na área das neurociências poderão ter um grande impulso com este desenvolvimento.

E não apenas isso: segundo a equipe, hoje os programadores de computador usam as chamadas redes neurais para desenvolver softwares muito complexos. Esses programas chamam-se redes neurais porque têm seu funcionamento inspirado nas redes de neurônios do cérebro.

Com a possibilidade de construir redes neurais biológicas vivas, será possível criar o que eles chamam de biocomputadores, ou seja, computadores que funcionam não com base em processadores de silício, mas em células vivas.

O que é nanocelulose

O material utilizado pelos cientistas é a nanocelulose, uma celulose derivada das plantas, mas cujas fibras são muito pequenas, com dimensões medidas em nanômetros.

Uma fibra típica de nanocelulose tem entre 5 e 20 nanômetros de espessura e até 2.000 nanômetros (equivalente a 2 micrômetros, ou 0,002 milímetro) de comprimento.

A nanocelulose pode ser sintetizada por bactérias, que tecem uma estrutura muito densa de fibras de celulose.

Ela também pode ser isolada pelo processamento da polpa de madeira em um homogeneizador de alta pressão.