Sensor óptico pode revolucionar a detecção de impulsos nervosos

Ana Maia
15/08/2016

Sensor óptico capaz de medir campos magnéticos ultra baixos. [1]
Sensor óptico capaz de medir campos magnéticos ultra baixos. [1]
A detecção de sinais elétricos de impulsos nervosos já é uma realidade, mas demandam a utilização de sensores supercondutores que operam em temperaturas muito baixas, próximas ao zero absoluto [2]. Pesquisadores do Instituto Niels Borh, que é um centro de pesquisa da Universidade de Copenhagen, na Dinamarca, desenvolveram um sensor óptico que deverá revolucionar as técnicas de detecção de impulsos nervosos [3].

O sensor desenvolvido, um magnetrômetro óptico ultrassensível, consegue medir os sinais elétricos dos impulsos nervosos a partir da detecção dos campos magnéticos que estes sinais geram. A dificuldade de mensuração destes campos é que a sua magnitude é muito baixa, da ordem de 10-12 T. Para fins de comparação, o campo magnético terrestre é da ordem de 10-4 T [4].

Na figura, é possível observar o dispositivo, que é composto por um invólucro de vidro contendo césio metálico. Em temperatura ambiente, e melhor ainda em temperatura corporal, há a vaporização do césio e o gás de césio fica confinado na região sensível do detector. Na presença de campos magnéticos, mesmo muito pequenos, o gás de césio fica magnetizado e passa a polarizar a luz que o atravessa. A medida do campo magnético é feita, portanto, por monitoração óptica do comportamento de um laser que atravessa o gás de césio.

As medidas feitas pelos pesquisadores foram obtidas com um nervo ciático de um sapo. Foi possível detectar, em sinais bastante claros, impulsos nervosos gerados por um único nervo. Além disso, os sinais foram detectados inclusive a distâncias importantes entre o nervo e o detector, mostrando a viabilidade da técnica para medidas não invasivas.

As claras e extremamente relevantes vantagens deste novo sensor (altíssima sensibilidade, baixo custo, portabilidade e medidas à distância) indicam que ele poderá marcar uma nova era no diagnóstico médico de impulsos nervosos. Além disso, esta nova técnica é aplicável a sinais elétricos provenientes do funcionamento de outras células e, portanto, poderá viabilizar muitas outras aplicações, como estudos cardíacos em fetos.

[1] Crédito da imagem: Kasper Jensen, Niels Bohr Institute. URL: http://www.nbi.ku.dk/Nyheder/nyheder_16/optisk-magnetfeltsmaaler-kan-opfange-signaler-fra-nervesystemet/chipB2_engelsk750.jpg.

[2] O zero absoluto é a temperatura zero na escala kelvin (K) e equivale a -273,15°C.

[3] K Jensen et al. Non-invasive detection of animal nerve impulses with an atomic magnetometer operating near quantum limited sensitivity. Scientific Reports 6, 29638 (2016).

[4] Wikipédia. Campo magnético. URL: https://pt.wikipedia.org/wiki/Campo_magnético. Acesso em 14 de agosto (2016).

Como citar este artigo: Ana Maia. Sensor óptico pode revolucionar a detecção de impulsos nervosos. Saense. URL: http://www.saense.com.br/2016/08/sensor-optico-pode-revolucionar-a-deteccao-de-impulsos-nervosos/. Publicado em 15 de agosto (2016).

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Ana Maia

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Doutora em Tecnologia Nuclear. Professora da Universidade Federal de Sergipe. Escreve sobre Física Médica e Tecnologia Nuclear no Saense.

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