Construindo o homem de seis milhões de dólares

Partes do corpo substituíveis parecem algo extraído de um filme de ficção científica (ou horror). Porém, para aqueles que têm membros ausentes, precisam de um transplante de órgão ou têm problemas de visão ou audição, isso pode significar uma nova vida graças aos engenheiros biomédicos que estão à altura do desafio.

Poder-se-ia imaginar um futuro em que os humanos optem por substituir partes funcionais do corpo por outras que possam lhes dar habilidades sobre-humanas. Mas as visões dos ciborgues são rapidamente esquecidas quando uma pessoa que perdeu a visão é restaurada com um implante de retina alimentado por microchip ou uma dançarina profissional que perdeu a perna em uma tragédia nacional, podendo se apresentar novamente no palco.

Testando os limites de quanto do corpo humano pode ser replicado e substituído, o psicólogo suíço Bertolt Meyer trabalhou com engenheiros de robótica para criar um robô modelado a seu respeito. Meyer tem um braço protético - a ultra revolução i-limb - que foi documentada no documentário da BBC Como construir um homem biônico . Então, ele estava bem posicionado para montar o robô Rex a partir de uma série de próteses, até dando a ele um sistema circulatório. Quando se depara com um robô com seu próprio rosto e um corpo frustrantemente desajeitado, Meyer fica inicialmente angustiado, mas suas preocupações são rapidamente descartadas quando Rex navega bem no mundo e atrai admiradores pelo caminho.

Embora Rex não esteja nos substituindo completamente em breve, ele serve como modelo para o que é possível quando o engenho tecnológico encontra a biologia. Confira nossa apresentação de slides para mais exemplos.

1 Pele

A pele artificial pode parecer real para uma pessoa que a toca, mas pode não proporcionar muita sensação ao receptor do transplante. Usando nanopartículas com tampa monocamada de ouro, os pesquisadores do Instituto de Tecnologia Technion-Israel criaram a pele eletrônica 10 vezes mais sensível ao toque do que as alternativas. O e-skin é flexível e capaz de detectar pressão, temperatura e umidade.

• 2 Crânio

  Uma mulher na Holanda que sofre de um distúrbio ósseo tinha um crânio espessado que ameaçava sua vida. Médicos do Centro Médico da Universidade de Utrecht procuraram a impressão 3D para criar um novo crânio para ela. Com a pressão do cérebro, as dificuldades que ela teve com a visão e o controle motor desapareceram.

  Uma jovem na China foi igualmente salva por um crânio de titânio impresso em 3D depois de sofrer um grave caso de hidrocefalia. Sua cabeça cresceu quatro vezes o tamanho normal. Os médicos removeram parte de seu crânio, drenaram o líquido e substituíram o osso pelo implante impresso.



3 Cérebro

A restauração da função cerebral perdida geralmente é deixada para o próprio cérebro. Mas um cerebelo artificial em um chip mostrou restaurar a função cerebral perdida em ratos. Na Universidade de Tel Aviv, em Israel, os pesquisadores desconectaram o cerebelo de um rato, o que impediu que ele piscasse em reação a um estímulo. Após a implantação do chip, eles foram capazes de ensinar o rato a piscar em resposta. Os pesquisadores acreditam que suas descobertas podem ir além da restauração da funcionalidade e melhorar as habilidades do cérebro.

Indo além do modelo dos ratos, uma equipe de pesquisa do Centro Médico da Universidade de Pittsburgh conseguiu terceirizar a função do braço de um homem que é quadriplégico há 10 anos para um braço robótico. Ao implantar duas séries de eletrodos no cérebro do homem e depois conectar um receptor ao crânio, ele é capaz de sentir a sensação através do braço e controlá-lo o suficiente para poder segurar um copo e realizar outras tarefas.

Enquanto isso, a DARPA está analisando implantes cerebrais que podem resultar em aprimoramentos das capacidades mentais dos seres humanos. A organização está comprometendo US $ 62 milhões para desenvolver um implante que transfira dados entre o cérebro e os dispositivos. A agência reconhece que seu objetivo pode não ser viável, observando que o sucesso levaria "avanços integrados em várias disciplinas, incluindo neurociência, biologia sintética, eletrônica de baixa potência, fotônica, embalagem e fabricação de dispositivos médicos, engenharia de sistemas e testes clínicos".



4 Olhos

Mesmo quando a visão é 20/20, não é simples. Ver uma imagem é um processo de várias etapas, não direto, e é realizado em uma delicada rede neural. Na Universidade de Stanford, os pesquisadores estão trabalhando em uma prótese fotovoltaica da retina para restaurar a visão daqueles com cegueira resultante de certas condições da retina, como retinite pigmentosa e degeneração macular. O implante estimula os neurônios da retina, completando a parte do processo visual que é afetada negativamente por doenças degenerativas da retina. Ao contrário dos implantes anteriores, que dependiam de fontes de alimentação extra-oculares, o implante da equipe de Stanford obtém seu poder convertendo a luz em corrente elétrica por meio de um par de óculos. O sistema está em testes clínicos no Hospital Nacional de Olhos Quinze-Vingts, em Paris.



5 Orelha

Dizem que quando você perde um dos sentidos, os outros se aguçam. Não querendo deixar isso em evidência circunstancial, Rich Lee, que estava perdendo a visão, tinha fones de ouvido implantados nos ouvidos por um artista que modificava o corpo. Os fones de ouvido usam ímãs que funcionam como alto-falantes e bobina para transmitir som e amplificam bastante o que Lee ouve para que ele possa navegar pelo mundo usando a ecolocalização.



6 maxilar

Uma mandíbula sinterizada a laser e impressa em 3D foi implantada com sucesso em uma mulher que se perdeu por causa de uma infecção óssea. A mandíbula era composta de milhares de camadas e recebeu um revestimento biocerâmico. A solução foi o trabalho de médicos da Universidade de Hasselt, na Holanda.

• 7 Coração Artificial

  A espera por um doador de coração pode ser algo que os pacientes não sobrevivem. Para dar a eles mais tempo, os pesquisadores desenvolveram o SynCardia, um coração artificial. A SynCardia substitui válvulas e ventrículos e trabalha com uma fonte de alimentação externa, permitindo que os pacientes deixem o hospital e continuem suas vidas. Uma palavra de cautela: houve alguns problemas recentemente, incluindo uma morte que pode ter ocorrido como resultado de uma falha no compressor.



8 Braço

O Segway não foi a lugar nenhum. Mas seu inventor, Dean Kamen, passou a fazer uma prótese de braço controlada pela mente. O braço Deka é do tamanho e peso de um braço comum e permite um controle pequeno do motor grande o suficiente para que o usuário possa pegar uma uva. O braço foi desenvolvido como parte de um projeto da DARPA e agora recebeu a aprovação do FDA.

• 9 Perna

  Hugh Herr tem mais motivação do que a maioria para construir pernas biônicas - ele as usa. Depois de perder as pernas devido ao congelamento durante a escalada, ele começou a modificar suas próteses. Agora ele é o diretor do Grupo de Biomecatrônica do MIT Media Lab e liderou uma equipe que criou próteses para as pernas que se movem de maneira mais biológica do que mecânica. A prótese robótica tornozelo-pé projetada pela equipe é a primeira a permitir uma marcha natural.



10 Rim

Pesquisadores da Universidade de Ciência e Tecnologia Huazhong, na China, criaram rins em miniatura em funcionamento através da impressão 3D. Eles são compostos de 90% de células vivas e funcionam quase exatamente como rins reais. Com alguns ajustes e avanços, é possível que um dia estejam prontos para serem implantados nas pessoas.