O Menor Implante Cerebral Sem Fio do Mundo

Três laboratórios, três abordagens, um objetivo: desconectar o cérebro

Em artigos publicados entre novembro e dezembro de 2025, equipes de pesquisa na Cornell, Columbia/Stanford/UPenn e MIT descreveram três rotas muito diferentes em direção a interfaces cerebrais sem fio e minimamente invasivas. Na Cornell e na Nanyang Technological University, os pesquisadores revelaram o MOTE, um dispositivo optoeletrônico em microescala que é literalmente menor que um grão de sal e registrou picos neurais em camundongos por mais de um ano. Na Columbia e seus colaboradores clínicos, engenheiros apresentaram o BISC, um implante de silício fino como papel que agrupa dezenas de milhares de eletrodos e um link sem fio de 100 megabits. E no MIT, cientistas apresentaram a "circulatrônica": híbridos de células e eletrônica que podem viajar pela corrente sanguínea, atravessar a barreira hematoencefálica intacta e se autoimplantar em um local de destino para fornecer estimulação elétrica focada. Cada projeto aborda um gargalo diferente — tamanho, largura de banda ou risco cirúrgico — e, juntos, ilustram como as escolhas técnicas são diversas quando se tenta colocar eletrônicos ao lado de neurônios.

Extremos da miniaturização: o MOTE

Em testes de laboratório, o dispositivo foi colocado ou injetado no córtex de barris de camundongos e registrou tanto picos de neurônios individuais quanto uma atividade sináptica mais ampla de forma confiável ao longo de um ano, produzindo cicatrizes mínimas. A equipe aplicou revestimentos protetores atomicamente finos durante a fabricação para retardar a corrosão no ambiente fluido do cérebro e observa que os materiais do dispositivo podem ser compatíveis com RM — uma vantagem prática significativa para futuros trabalhos clínicos. O artigo sobre o MOTE apareceu na Nature Electronics e é importante porque demonstra o registro crônico e sem fios em uma escala muito menor do que se pensava ser viável anteriormente.

Chips corticais de alta largura de banda e finos como papel: a plataforma BISC

O design de chip único do BISC contém 65.536 eletrodos, 1.024 canais de registro e mais de 16.000 canais de estimulação, além de rádios integrados e gerenciamento de energia. Em testes publicados, o sistema demonstrou uma estação de retransmissão que conecta o implante a computadores externos com um link de rádio de banda ultralarga capaz de cerca de 100 Mbps — uma taxa de transferência ordens de magnitude maior do que a maioria das BCIs sem fio atuais. Essa largura de banda é o que torna o BISC atraente para neuropróteses clínicas e para vincular a atividade da população cortical a decodificadores de aprendizado de máquina. O implante foi fabricado usando processos estabelecidos de fundição de semicondutores e a equipe já iniciou estudos humanos intraoperatórios de curta duração e criou uma startup para comercializar o dispositivo.

Entrega não cirúrgica: a circulatrônica do MIT

Os pesquisadores testaram a circulatrônica em camundongos e mostraram o direcionamento para regiões cerebrais inflamadas e estimulação local com precisão em escala de mícrons, evitando os danos teciduais e o ataque imunológico que assolam implantes maiores. O trabalho apareceu na Nature Biotechnology e traça uma possível rota não cirúrgica para milhões de locais de estimulação microscópicos, com implicações óbvias para o tratamento de inflamação focal, glioblastoma ou lesões difusas que são difíceis de alcançar cirurgicamente.

Energia, comunicação e o sistema imunológico: as compensações que definem o campo

Ao comparar as três plataformas, as diferenças se resumem a algumas compensações fundamentais de engenharia. Energia e telemetria dominam o design: o MOTE usa luz transmitida tanto para energia quanto para sinalização óptica de saída, permitindo um tamanho minúsculo ao custo de uma taxa de dados limitada e profundidade de penetração reduzida. O BISC usa rádios integrados e uma retransmissão externa para alcançar uma taxa de transferência de dados muito alta e estimulação integrada, mas requer a colocação no espaço subdural e um retransmissor vestível. A circulatrônica evita totalmente a cirurgia ao pegar carona em células para transportar eletrônicos, mas isso exige uma engenharia biológica cuidadosa para controlar para onde os dispositivos vão e como se comportam ao chegar.

A biocompatibilidade é outro eixo. Os fluidos do cérebro corroem a eletrônica e provocam respostas imunológicas; as equipes usam contramedidas diferentes — revestimentos protetores de camada atômica para o MOTE, substratos conformais flexíveis para o BISC e camuflagem de células vivas para a circulatrônica. Cada estratégia traz novas incertezas: dispositivos minúsculos que escapam ao rastreamento, o destino a longo prazo de híbridos injetados ou interações inesperadas com modalidades de imagem e outros dispositivos médicos.

Caminhos clínicos, comercialização e obstáculos regulatórios

Todos os três projetos são explicitamente translacionais, mas enfrentam diferentes desafios regulatórios e comerciais. O uso de fabricação de semicondutores estabelecida pelo BISC e sua inserção cirúrgica subdural mapeiam-se naturalmente para a regulamentação de implantes existente e fluxos de trabalho neurocirúrgicos, o que ajuda a movê-lo em direção a ensaios clínicos. O MOTE da Cornell está muitos passos mais distante do uso humano: os registros crônicos em camundongos são encorajadores, mas escalar a alimentação óptica e a coleta de dados através da espessura do crânio humano continua sendo um obstáculo técnico. O conceito de circulatrônica do MIT é o mais disruptivo dos três do ponto de vista clínico — eliminando a craniotomia em favor de uma rota injetável — mas também atrairá o maior escrutínio regulatório porque atravessa deliberadamente a barreira hematoencefálica e usa células vivas como transporte.

A atividade comercial já está em andamento: pesquisadores de Columbia/Stanford lançaram uma empresa para fabricar kits de pesquisa BISC, e a equipe do MIT tem planos de avançar para ensaios por meio de uma startup. As fontes de financiamento incluem os National Institutes of Health dos EUA e, em alguns casos, programas de origem na defesa que há muito apoiam trabalhos de engenharia neural de alto risco. Essa mistura acelera a pesquisa, mas reabre questões sobre o uso duplo e a governança para tecnologias de interface cérebro-computador poderosas.

Ética, segurança e o que “sem fio” realmente significa para a mente

À medida que os implantes diminuem e os links sem fio se tornam mais rápidos, as questões éticas mudam do risco cirúrgico para questões de privacidade, propriedade de dados e controle. Dispositivos de alta largura de banda como o BISC trazem o potencial de registrar, decodificar e estimular com alta resolução temporal e espacial — capacidades que levantam questões difíceis sobre quem pode acessar dados neurais, como eles são armazenados e analisados, e como evitar interferências indesejadas. Implantes em miniatura como o MOTE ou a circulatrônica de entrega autônoma desafiam as estruturas regulatórias que assumem que os dispositivos são fisicamente rastreáveis e removíveis. Pesquisadores e clínicos enfatizam objetivos terapêuticos — controle de epilepsia, recuperação de paralisia, restauração visual — mas engenheiros e especialistas em ética já pedem trabalho paralelo em padrões de segurança, consentimento informado e acompanhamento a longo prazo.

Um futuro plural para as interfaces neurais

O que emerge desses artigos não é um único vencedor, mas um kit de ferramentas. Para algumas aplicações — controle de próteses de alto desempenho ou mapeamento cortical de nível de pesquisa — um chip em escala de wafer de alta largura de banda como o BISC parece mais promissor. Para monitoramento minimamente invasivo ou interface com organoides e pequenas estruturas neurais, microdispositivos ópticos do tipo MOTE poderiam abrir experimentos que antes eram impossíveis. E para neuromodulação terapêutica onde a cirurgia é impraticável, a circulatrônica entregue por células sugere uma alternativa radical.

Essas possibilidades são empolgantes, mas traduzi-las em tecnologias clínicas seguras e equitativas levará anos de engenharia, estudos de longo prazo em animais e humanos, trabalho regulatório e conversa pública sobre usos aceitáveis. O futuro próximo dos implantes cerebrais não é, portanto, um único milagre em miniatura, mas um conjunto crescente de compensações que médicos, reguladores e a sociedade terão de pesar cuidadosamente.

Fontes

• Nature Electronics (artigos de pesquisa sobre MOTE e BISC)
• Nature Biotechnology (artigo de pesquisa sobre circulatrônica)
• Cornell University (laboratório Molnar, Cornell NanoScale Facility)
• Escola de Engenharia e Ciências Aplicadas da Columbia University (colaboração BISC)
• MIT Media Lab / Nano‑Cybernetic Biotrek Lab (pesquisa em circulatrônica)
• Programa Neural Engineering System Design da DARPA