Os neurônios interagem por meio de sinais elétricos conhecidos como potenciais de ação, e modular a eletrofisiologia dos neurônios-alvo é a chave para entender o cérebro em nível celular. A maioria dos métodos atuais requer modificações genéticas para tornar as células sensíveis à luz para que possam ser controladas opticamente ou são imprecisas e requerem altas energias que podem danificar as células.
Escrevendo no PNAS, Sahil Rastogi e colegas apresentam um método remoto e não genético para modular opticamente a atividade neuronal usando nanofios de “grafeno difuso” para fazer contato preciso com células cerebrais.
Rastogi et ai. aproveitar o fato de que o aquecimento de uma membrana celular altera sua capacitância, o que provoca um potencial de ação dentro da célula. Para fazer isso, eles anexam fios de grafeno difusos – nanofios de silício com flocos de grafeno fora do plano – a células individuais. A área de superfície e a densidade dos flocos de grafeno nos fios são ajustadas para aumentar a absorção de luz ultravioleta para infravermelho próximo, que o grafeno converte em energia térmica.
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O sistema tem várias vantagens. Os comprimentos de onda em que a luz é absorvida são adequados para estudos in vivo, pois a luz pode penetrar profundamente no tecido sem muita absorção pela água ou hemoglobina. A alta eficiência fototérmica dos fios de grafeno fuzzy permite que a atividade da célula seja modulada usando baixas energias de laser para minimizar os danos. E como o grafeno difuso adere à membrana celular sem ser absorvido pela célula, também é atóxico e não invasivo.
Fonte: https://www.nature.com/