Uma equipa de investigação do Korea Advanced Institute of Science and Technology (KAIST) concebeu um método inovador para fabricar chips neurais tridimensionais altamente personalizáveis. A abordagem, que contorna as limitações dos processos semicondutores tradicionais, foi anunciada pela instituição no passado dia 25.

Liderada pelo Professor Yoonkey Nam do Departamento de Bio e Engenharia Cerebral, a equipa inverteu a lógica sequencial habitual de produção. Em vez de padronizar primeiro o material condutor para depois aplicar o isolamento e abrir os eléctrodos, a nova técnica começa por imprimir em 3D um suporte isolante oco, contendo uma rede de microcanais internos. Foi então aproveitada a capilaridade para preencher automaticamente esses minúsculos túneis com tinta condutora, formando assim os eléctrodos

 e a respectiva fiação no interior da estrutura.

Este desvio em relação ao protocolo estabelecido permite uma liberdade de desenho praticamente ilimitada para os arrays de microelectrodos 3D, interfaces neurais essenciais para medir e estimular a actividade electrofisiológica de neurónios. As arquitecturas resultantes podem adoptar formas variadas, como tipos de sonda, cubo ou módulos, adaptando-se à configuração das redes neuronais cultivadas in vitro.

“Esta investigação, que alia impressão 3D e acção capilar, constitui um feito que alarga significativamente a liberdade de fabrico de chips neurais”, afirmou o Professor Yoonkey Nam. O docente acrescentou que o desenvolvimento poderá vir a fomentar o progresso tanto na ciência fundamental do cérebro como em domínios aplicados, nomeadamente em biossensores baseados em células e em computação biológica.

A plataforma suporta a utilização de diferentes materiais condutores, como grafite, polímeros condutores ou nanopartículas de prata, possibilitando a medição simultânea de sinais neurais multicanal. Esta capacidade faculta uma análise mais precisa das interacções dinâmicas e da conectividade entre neurónios dentro de modelos tridimensionais.

O Dr. Dongjo Yoon, também do Departamento de Bio e Engenharia Cerebral, participou como primeiro autor do estudo. Os resultados da investigação foram publicados online na edição de 25 de Junho da revista Advanced Functional Materials.

O trabalho contou com financiamento do programa Consolidator Grants e do Global Basic Research Laboratory Program da Fundação Nacional de Investigação da Coreia.

Mais informações disponíveis em: https://news.kaist.ac.kr/newsen/html/news/?mode=V&mng_no=52490