Conheça mais empresas querendo implantar chips cerebrais

Aos poucos, a implantação de chips em cérebros humanos parece estar ficando cada vez mais próximo da realidade. Em setembro, por exemplo, Elon Musk e sua empresa de implantes cerebrais, a Neuralink, anunciaram que começariam a recrutar voluntários humanos para testes clínicos com seu dispositivo.

Musk diz que quer mesclar inteligência artificial (IA) com seres humanos, mas o objetivo inicial da Neuralink é fazer com que pessoas paralíticas controlem cursores e teclados com seus pensamentos.

Rivais

• Contudo, a Neuralink não está só;
• Uma concorrente da empresa, a Synchron, conseguiu demonstrar a segurança a longo prazo de seu implante em seus pacientes;
• Outras startups, ainda, também testam dispositivos similares em voluntários humanos;
• Enquanto isso, outras investidoras estão surgindo.

Definitivamente pode parecer ano de ruptura, mas, na verdade, é o resultado de décadas de trabalho acadêmico. Acho que estamos apenas começando a sentir os efeitos desse crescimento exponencial.

Sumner Norman, cofundador e CEO da Forest Neurotech

Chips BCI

Conhecidos como interface cérebro-computador (BCI, na sigla em inglês), esses chips surgiram entre os anos 1960 e 1970, quando começaram a ser testados em animais, relata a Wired.

Conforme os pesquisadores começaram a entender melhor o cérebro humano, esses sistemas começaram a ser mais sofisticados, chegando ao ponto de fazer com que paralíticos movessem braços robóticos, jogassem videogames e até se comunicassem apenas com sua mente (lembram de Stephen Hawking?).

Anteriormente uma busca de acadêmicos, desde 2016, os BCIs passaram a ser perseguidos por uma crescente horda de companhias que emergiram desde então, quando a Neuralink foi fundada por Musk.

Ciência e tecnologia atingiram nível de maturidade onde podemos começar a ter efeitos reais e dramáticos na condição humana. Pessoas, como Elon Musk, reconhecem esses pontos de inflexão e investem capital em sua comercialização.

Jacob Robinson, CEO e fundador da startup Motif Neurotech e professor de engenharia na Rice University

Controvérsias e investimentos

Mesmo com controvérsias sobre como tratou os macacos que utilizou em seus testes pré-clínicos, a Neuralink obteve, recentemente, US$ 43 milhões (R$ 208,94 milhões) adicionais em capital de risco, elevando o valor total arrecadado para mais de US$ 323 milhões (R$ 1,56 bilhão), segundo a SEC (similar à CVM no Brasil).

Parte desse aporte veio do governo dos EUA, em especial, da Agência de Projetos de Pesquisa Avançada de Defesa e da Iniciativa do Cérebro dos Institutos Nacionais de Saúde.

A Iniciativa injetou mais de US$ 3 bilhões (R$ 14,57 bilhões) no setor de neurociência desde que financiou projetos pela primeira vez, em 2014.

Dispositivos mais cômodos para pacientes

Tentando comercializar sistemas mais confortáveis que permitam aos pacientes seu uso em suas casas, as empresas do setor vêm tentando conceber dispositivos sem fios com implantes menores, mais flexíveis ou capazes de obter mais dados neurais do que um conjunto divulgado recentemente pela Universidade de Utah, em formato de pente, esteio da investigação dos BCIs.

A Synchron, que possui sede em Nova York, está nesse bojo. Ela foi fundada em 2016 e desenvolve implante cerebral que se assemelha a um stent. Nos sete anos nos quais opera, já arrecadou US$ 145 milhões (R$ 704,56 milhões).

Em 2023, outras empresas também focaram em experiências em humanos com novos dispositivos. A Precision Neuroscience, por exemplo, que está sediada em Nova York, implantou seu chip em três pessoas por 15 minutos.

Eles estavam sendo submetidos a cirurgia cerebral por outras razões, sendo que dois deles estavam acordados no momento.

A Precision aproveitou a situação, pois queria saber se seu implante era capaz de ler, registrar e mapear a atividade elétrica da superfície do cérebro deles. Desde então, ela realizou testes similares em mais duas pessoas e espera expandir seus estudos para outras regiões ainda em 2024.

A startup foi fundada em 2021, e um de seus fundadores é Benjamin Rapoport, que também cofundou a Neuralink. Como dispositivo, ela desenvolveu matriz de película fina com um quinto da largura de nosso cabelo que adere à superfície do cérebro.

Ela foi desenvolvida para ser menos invasiva que outros implantes, como o de Utah, que penetram mais afundo no cérebro. Essas matrizes penetrantes podem inflamar e causar cicatrizes no tecido cerebral, podendo, inclusive, levar à perda do sinal do chip.

A Precision afirmou que, em seus estudos realizados no início de 2023, demonstrou que seu conjunto é capaz de registrar a atividade cerebral com mais detalhes e com maior resolução ante os atuais eletrodos de superfície, usados para monitoramento de crises de epilepsia e mapeamento cerebral.

Quando pacientes são submetidos a cirurgias de remoção de tumores cerebrais, por exemplo, os médicos inserem eletrodos no cérebro para identificar limites de áreas envolvidas com a fala e o movimento. Dessa forma, eles podem evitar essas regiões durante a operação, pois são vitais e muito sensíveis.

Michael Mager, cofundador e CEO da Precision, disse que “já conseguimos criar uma imagem do cérebro humano acordado com uma resolução mais alta do que nunca”.

Em outubro, a startup adquiriu instalações para fabricar seus dispositivos em larga escala. Mager alegou que 11 pessoas vêm produzindo algumas centenas de matrizes por mês.

As intenções iniciais da Precision com seu chip cerebral são de ajudar paralíticos a operar computadores e a se comunicarem de forma digital (Hawking novamente). Ela também analisa tratar várias doenças neurológicas e neurodegenerativas, tais como ansiedade, depressão e demência.

Muito além da comunicação

Quem já está usando seus dispositivos para combater enfermidades é a Motif Neurotech. Sua matriz, que possui o tamanho de uma ervilha, foi pensada para emitir pulsos de estimulação elétrica, de modo a restaurar a atividade saudável do circuito elétrico cerebral. Futuramente, ela lerá dados do estado do órgão e reagirá a eles.

Sediada em Houston, em setembro, a companhia informou que cirurgiões implantaram, temporariamente, o dispositivo no crânio de uma paciente que estava passando por cirurgia de remoção de tumor.

Os resultados, que ainda não foram revisados por pares, mostraram que o dispositivo da Motif poderia fornecer estímulos cerebrais sem realmente estar em contato com ele. Contudo, o implante permaneceu sobre o cérebro da mulher por apenas alguns minutos.

Os pesquisadores da empresa descobriram, ainda, que poderiam fornecer estímulos cerebrais de forma segura e eficaz em porcos por um mês. Ela quer ajudar pacientes com depressão resistente ao tratamento.

“Acho que há oportunidade de ser menos invasivo”, diz Robinson. Colocar implantes no crânio e não no cérebro pode evitar danos em tecidos, além de sangramentos e infecções.

O chip da Neuralink também cabe no crânio, mas seus finos fios alcançam o tecido cerebral. Já o da Motif fica logo acima da dura-máter, membrana protetora que envolve o tecido cerebral. Seu alvo é o córtex pré-frontal, área afetada por transtornos depressivos de maior intensidade.

Sua alimentação é realizada por magnetismo sem fio desenvolvido por Robinson na Rice University, sem necessidade, portanto, do uso de baterias. Apenas com o uso de touca especial por 20 minutos por dia já é suficiente para carregar o estimulador.

A Forest Neurotech também visa tratar distúrbios psiquiátricos e cognitivos. Ela foi fundada este ano e não possui fins lucrativos. Seu objetivo é miniaturizar o ultrassom em implante neural.

Ela vem trabalhando em parceria com a Butterfly Nerwork, empresa de ultrassom, em dispositivo de primeira geração. A proposta da Forest é que seu chip, ao invés de captar a atividade elétrica, vai ecoar ondas sonoras para mapear o cérebro e fornecer estímulos terapêuticos.

Ele funciona assim: o ultrassom do chip emite ondas sonoras de alta frequência no corpo do paciente e mede os “ecos” recebidos em resposta. As ondas sonoras viajam através de tipos diferentes de tecidos em velocidades diferentes. E, como o osso não é atravessável pelas ondas sonoras, a Forest deve instalá-lo no crânio.

Norman imagina a inserção sendo realizada via procedimento ambulatorial curto, e não via cirurgia cerebral invasiva. Ele e seus pares publicaram estudo de prova de conceito no mês passado, no qual mostram ser possível o BCI ser alimentado pelo ultrassom.

Para tanto, eles usaram ultrassom funcional para medir mudanças no fluxo sanguíneo nos cérebros de dois macacos rhesus. Nesse ínterim, eles realizavam movimentos de mãos e olhos.

Os animais foram ensinados a mover a mão para direcionar o cursor em uma tela e a mover seus olhos para olhar para determinada região da tela. Após serem ensinados, a única coisa que eles precisavam pensar era em realizar a tarefa de controlar um computador.

Para certas aplicações, pode ser que não seja necessário penetrar no cérebro. Mas grande parte do nosso cérebro está nessas dobras e vincos.

Robert Gaunt, pesquisador do Laboratório de Engenharia Neural de Reabilitação da Universidade de Pittsburgh

Gaunt, que estuda BCI, está entusiasmado com a variedade de dispositivos que vêm surgindo, contudo, pode ser que a realização de ações mais complexas exijam novas tecnologias que precisem ser inseridas mais fundo no cérebro, mas, claro, sem danificar tecidos delicados.

Contudo, por ora, ele crê que dispositivos simples têm mais chances de serem eficazes, pois, quanto menos peças móveis, menor a probabilidade de que haja erros e problemas graves.

Estamos em fase na qual houve demonstrações de viabilidade suficientes para que as empresas interviessem para tentar fabricar produtos e dispositivos médicos reais. Se algum deles terá sucesso ou não é uma história completamente diferente.

Robert Gaunt, pesquisador do Laboratório de Engenharia Neural de Reabilitação da Universidade de Pittsburgh