segunda-feira, 15 de fevereiro de 2016

Microcircuito implantável tem potencial para Parkinson e controle de próteses

Um chip inteligente de baixo consumo de energia que reduz e comprime a quantidade de dados que necessita enviar poderia levar a implantes neurais mais compactos, melhores próteses e automação de fábrica mais manejáveis

15th February 2016 - Amputados e sofredores da doença de Parkinson podem estar entre aqueles a se beneficiar de um microchip de baixa potência que pode ser implantado no cérebro e envia sinais sem fios para implantes e próteses. Desenvolvido na Nanyang Universidade Técnica de Singapore (NTU), o chip é reivindicado como sendo 100 vezes mais eficiente do que os dispositivos existentes para processar e decodificar os sinais enviados e recebidos pelo cérebro.

A interface entre o cérebro e os implantes neurais eletrônicos são sempre complexos. Os doentes de Parkinson, por vezes, têm implantes que enviam sinais elétricos para acalmar os tremores debilitantes e rigidez associados com a doença; paraplégicos e amputados podem ter implantes que controlam o movimento de membros artificiais ou dispositivos para ajudar com movimento. Mas estes dependem da interceptação dos sinais enviados pelo cérebro e traduzindo-os em sinais digitais que o implante ou dispositivo externo possa compreender.

O cérebro produz enormes quantidades de dados; os dispositivos de tradução têm de receber e enviar através de muitos canais, muitas vezes em numero de milhares. Isso pode tornar os dispositivos de tradução pesados, e eles muitas vezes precisam de uma bateria. Isto reduz o tamanho disponível para o sistema eletrônico, o que pode comprometer a funcionalidade do dispositivo; por exemplo, pode fazer com que seja impossível para o dispositivo gravar a história da atividade cerebral, e sua precisão é reduzida.

Para os pacientes com próteses, os dispositivos de tradução implantados estão muitas vezes ligados a um computador de processamento externo por fios que saem da cabeça. Isso é inconveniente e, pior, pode levar a infecção com risco de vida.

A equipe NTU adotou uma abordagem diferente para o problema. Em vez de aumentar o número de canais que seu chip pode trabalhar, eles reduziram a quantidade de dados que precisavam enviar através da análise dos padrões de dados que recebe do cérebro e identificar padrões anormais ou incomuns. Os dispositivos podem processar e analisar os dados no local, antes de enviarem-os de volta com detalhes importantes sem fios a um pequeno receptor externo num pacote comprimido, em vez de enviar toda a corrente de dados. Isto irá reduzir o uso de dados por mais de mil vezes.
"O que nós desenvolvemos é um chip inteligente muito versátil que pode processar os dados, analisar os padrões e detectar a diferença", explicou o líder da equipe, professor assistente Arindam Basu da NTU VIRTUS IC Design Centre of Excellence. Os testes em animais indicam que o chip pode decodificar sinais do braço e da mão com uma precisão de 95%.

A medida do chip é de apenas 5 mm quadrados. "É cerca de cem vezes mais eficientes do que os chips de processamento existentes no mercado", Basu reivindicou. "Isso vai levar a dispositivos portáteis médicos mais compactos, tais como dispositivos de monitorização de ECG portáteis e implantes neurais, uma vez que já não precisamos de grandes baterias para alimentá-los."
O dispositivo também poderia ser útil para aplicações não-médicas, tais como Internet com dispositivos habilitados. Por exemplo, em uma câmara de vídeo remoto, o chip pode ser programado para enviar um vídeo de volta para os servidores apenas quando um tipo específico de sinal ou algo fora do comum for detectado, tal como um intruso. Com um número crescente de dispositivos, em fábricas, por exemplo, enviar e receber grandes quantidades de dados, isso vai ajudar significativamente a manter o tráfego da rede para níveis administráveis.

A equipe NTU explica a sua invenção e como ela funciona em um artigo na revista IEEE Transactions on Circuits e sistemas biomédicos, e vão licenciá-lo através do braço de comercialização IP da NTU. Original em inglês, tradução Google, revisão Hugo. Fonte: The Engineer. Veja também aqui=> Smart chip by Indian-origin scientist may help combat Parkinson's disease!

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