Tecnologia ciborgue: Biochip imita a retina

Redação do Site Inovação Tecnológica - 08/11/2023

O novo semicondutor usado para construir o biochip é inteiramente formado por componentes orgânicos atóxicos, é flexível e funciona com íons.
[Imagem: Istituto Italiano di Tecnologia]

Retina artificial

Em sua jornada rumo à fusão entre o biológico e as máquinas, a equipe da professora Francesca Santoro, do Centro de Pesquisas Julich, na Alemanha, acaba de apresentar um biochip que imita a retina humana com uma perfeição inédita.

Na vida real, os primeiros passos em direção aos ciborgues da ficção científica vêm sendo dados aos poucos: Milhares de pessoas têm marcapassos para tratar arritmias ou implantes cocleares para melhorar a audição, e os primeiros implantes de retina começam a ajudar pessoas quase cegas a enxergar pelo menos um pouco.

Este novo chip promete ajudar os implantes de retina a se fundirem ainda melhor com o corpo humano. Ele foi feito com polímeros condutores e moléculas sensíveis à luz, que imitam as células fotossensíveis da retina, completando as vias visuais.

"Nosso semicondutor orgânico reconhece quanta luz incide sobre ele. Algo semelhante acontece em nossos olhos. A quantidade de luz que atinge os fotorreceptores individuais cria, em última análise, a imagem no cérebro," explicou Santoro.

Transistores orgânicos

O que há de excepcional no novo semicondutor usado para construir o biochip é que ele é composto inteiramente por componentes orgânicos atóxicos, é flexível e funciona com íons, ou seja, com átomos eletricamente carregados, e não com elétrons - o nosso corpo, sobretudo nosso sistema nervoso, trabalha fundamentalmente com correntes iônicas.

Assim, o circuito pode ser integrado em sistemas biológicos muito mais naturalmente do que os componentes semicondutores convencionais feitos de silício, que funcionam apenas com elétrons, além de serem rígidos. "As células do nosso corpo usam íons especificamente para controlar determinados processos e trocar informações," explicou Santoro. "Conseguimos mostrar que, com este chip, as propriedades típicas da retina podem ser imitadas."

E os pesquisadores já estão pensando em outra possível aplicação: O chip também pode funcionar como uma sinapse artificial, já que a irradiação da luz altera a condutividade do polímero, tanto no curto quanto no longo prazo. As sinapses reais funcionam de maneira semelhante: Ao transmitirem sinais elétricos, elas alteram seu tamanho e eficiência, por exemplo, o que é a base para a capacidade de aprendizado e memória do nosso cérebro.

O biochip é formado por transistores orgânicos que imitam as sinapses cerebrais.
[Imagem: Federica Corrado et al. - 10.1038/s41467-023-41083-2]

Computação antes dos ciborgues

No momento, porém, o desenvolvimento está na fase de prova de conceito, sendo necessário muito trabalho até pensarmos em conexões humano-máquina do tipo ciborgue. "Em experimentos futuros, queremos acoplar os componentes às células biológicas e conectar muitos componentes individuais," anunciou Santoro.

Na verdade, é possível que a tecnologia informática venha a se beneficiar primeiro desses semicondutores orgânicos. Devido às suas propriedades, esses chips podem servir como hardware para redes neurais artificiais. Hoje, os programas de inteligência artificial funcionam com processadores clássicos que não conseguem adaptar a sua estrutura, apenas imitando o princípio de autoaprendizagem das redes neurais biológicas por meio de software. Isso é muito ineficiente, e os neurônios artificiais são as maiores esperanças para fundamentar uma nova geração de computação neuromórfica.

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