De fones inteligentes a implantes cerebrais: IA está reinventando a medicina

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Criar dispositivos eletrônicos que funcionem dentro do corpo é uma tarefa complexa. O ambiente interno é hostil à eletrônica devido à umidade, o sistema imunológico tenta rejeitar objetos estranhos, o calor pode danificar tecidos e há risco constante de infecção.

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Para superar isso, a equipe da pesquisadora Rikky Muller, professora de engenharia elétrica e ciências da computação da Universidade da Califórnia, em Berkeley, trabalha para desenvolver dispositivos extremamente pequenos, flexíveis e feitos de materiais biocompatíveis, que não agridem o organismo.

Dispositivos coletam informações sobre a saúde do paciente

O time de pesquisadores do Laboratório Muller busca desenvolver dispositivos médicos translacionais, ou seja, para uso real em pacientes, para monitorar, diagnosticar e tratar distúrbios neurológicos.

Para isso, os sistemas interagem com o cérebro e o sistema nervoso periférico, combinando sensores, circuitos integrados, tecnologia sem fio e aprendizado de máquina, criando dispositivos mais inteligentes e individualizados.

Há um enorme grau de variabilidade entre as pessoas, tanto em termos dos sinais que registramos quanto em termos das respostas à terapia, então queremos fechar o ciclo.

Rikky Muller, professora de engenharia elétrica e ciências da computação da Universidade da Califórnia, em entrevista à UC Berkeley Engineering.

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Muller explica que o objetivo é desenvolver aparelhos capazes de aprender com o corpo do paciente, monitorar sinais em tempo real e ajustar terapias conforme necessário. Isso pode acelerar diagnósticos, reduzir custos e oferecer tratamentos mais eficazes.

Comunicação com o cérebro por luz e hologramas

Um dos projetos mais ambiciosos do Laboratório usa hologramas e luz para se comunicar com neurônios. A pesquisa, feita em parceria com outros cientistas da UC Berkeley, busca entender como o cérebro processa informações.

Muller explica que “em apenas 1 milímetro cúbico do córtex cerebral, existem cerca de 50 mil neurônios”, e não há nenhuma ferramenta que permita uma comunicação bidirecional com todos esses neurônios sem causar problemas.

“Agora, pretendemos fazer isso com a luz. A ideia é que possamos modificar os neurônios para emitir sinais de luz por meio de fluorescência e para que sejam receptivos a sinais de luz”, comenta.

Segundo ela, o sistema projeta luz em padrões tridimensionais, como hologramas, para estimular ou registrar a atividade sem causar danos ao tecido cerebral. O método abre caminho para novas terapias e uma compreensão mais profunda das doenças neurológicas.

Outros projetos envolvendo dispositivos vestíveis e implantes

Mas esse não é o único projeto em que a equipe de pesquisadores do Laboratório Muller está envolvida:

• Fones de ouvido contra sonolência: inspirado nos AirPods, o dispositivo detecta sinais cerebrais que indicam sono e alerta o usuário antes que ele adormeça. Desenvolvido com a Ford, usa IA para identificar padrões de sonolência em tempo real e pode ajudar a reduzir acidentes por cansaço do motorista.
• Dispositivo para obesidade e diabetes: implante bioeletrônico libera medicamentos como o GLP-1 de forma contínua e controlada. Usa sensores para medir a dosagem e ajustar automaticamente o tratamento, oferecendo mais conforto e eficácia que as injeções semanais tradicionais.
• IA em dispositivos médicos: o laboratório trabalha para integrar inteligência artificial a chips implantáveis e vestíveis, permitindo que tomem decisões autônomas e rápidas sem depender de um sistema na nuvem. A ideia é criar “pequenos médicos” que monitorem e tratem pacientes em tempo real.

Eu realmente acredito que esse é o futuro.

Rikky Muller, professora de engenharia elétrica e ciências da computação da Universidade da Califórnia, em entrevista à UC Berkeley Engineering.