Tecnologia baseada em física quântica ajuda a detectar demência

Cientistas criaram um novo sensor que pode ajudar médicos na detecção de casos de demência, como no surgimento das doenças de Alzheimer ou de Parkinson. Para isso empregaram equipamentos baseados em tecnologia quântica que permitiram aumentar a sensibilidade das análises.

A expectativa é que os novos sensores sejam usado em futuras pesquisas e ajudem a expandir o nosso conhecimento sobre o funcionamento do cérebro. A descoberta foi publicada na Scientific Reports, revista científica que pertence ao grupo Nature.

Aikaterini Gialopsou, aluna de doutorado que desenvolveu o novo sensor, ao lado do equipamento (Fonte: University fo Sussex/Reprodução)

O sensor é baseado em tecnologia com nome digno de ficção científica: magnetoencefalografia (MEG). Apesar de ter um nome complicado, o termo vem da ideia simples de acompanhar os sinais elétricos cerebrais transmitidos entre os neurônios.

Quando esses sinais são emitidos, cada neurônio gera um campo magnético bem fraquinho. Se detectamos esses campos, com equipamentos muito sensíveis, somos capazes de criar um mapa do funcionamento do cérebro. 

Comportamentos anormais desses sinais podem ser o indicativo de problemas cerebrais como Parkinson, Alzheimer e autismo. A maioria dessas doenças ainda não tem cura, mas o diagnóstico precoce e o tratamento adequado pode desacelerar o seu avanço e até mesmo reverter os sintomas.

Tempo e espaço

Ainda é difícil mapear a atividade cerebral simultaneamente no tempo e espaço, e esse é um grande problema para os cientistas. Apenas era possível acompanhar uma ou outra dessas características por vez, até o surgimento da MEG. 

A partir de então, passou a ser possível observar o cérebro em tempo real e com alta resolução espacial. Mas essa técnica tem duas grandes desvantagens. Primeiro, é necessário uma sala especial capaz de isolar todo o ruído magnético do exterior, já que os sinais cerebrais são muitos fracos comparado aos campos externos.

Em segundo lugar, para funcionar, os sistemas MEG fazem uso de supercondutores, que só funcionam em temperaturas muito baixas. Por isso, necessitam de um sistema grande de refrigeração criogênica, abaixo de zero grau. Isso significa que o equipamento não pode ser colocado próximo à cabeça do paciente, gerando uma limitação muito grande de resolução.

Mãozinha quântica

Foi por esse motivo que os cientistas resolveram incorporar física quântica ao equipamento. Eles usaram dispositivos com nomes ainda mais mirabolantes, os magnetômetros de bombeamento ótico, que, na prática, permitem a detecção do campo magnético sem o uso de supercondutores, ou seja, sem necessidade de resfriamento tão grande.

Os pesquisadores, da Universidade de Sussex, Reino Unido, compararam o novo equipamento com a tecnologia antiga já existente. Os resultados foram animadores.

“Descobrimos que esta técnica de detecção quântica pode combinar alta resolução espacial e temporal”, diz Peter Kruger, professor responsável pelo projeto, ao site Physics World. “Embora as técnicas anteriores fossem capazes de localizar sinais no cérebro, esta é a primeira a registrar o tempo preciso dos sinais cerebrais.”

No futuro, eles querem melhorar ainda mais a qualidade das imagens obtidas. Para isso irão aumentar o número de sensores no equipamento. Esse, entretanto, é um grande desafio, já que não basta inseri-los um ao lado do outro porque isso leva ao aquecimento e curto-circuito.

Para resolver esse problema, os pesquisadores contarão mais uma vez com a criatividade. E quem sabe a física quântica também não dá uma forcinha de novo?

ARTIGO Scientific Reports: doi.org/10.1038/s41598-021-01854-7