O investigador Hai-Tian Zhang e os seus colegas da Universidade Purdue, nos Estados Unidos, foi o responsável pelo desenvolvimento de um biossensor quântico capaz de captar as chamadas correntes iónicas.

As correntes iónicas ajudam o cérebro a realizar cada reação específica, necessária para coisas tão básicas quanto enviar um sinal para respirar. Detetar iões significa também detetar a concentração de uma molécula, que serve como um indicador da saúde do cérebro.

O objetivo é preencher a lacuna entre como a eletrónica pensa, que é via eletrões, e como o cérebro pensa, que é via iões. Esse material ajudou-nos a encontrar uma ponte em potencial, disse Zhang.

A investigação teve como foco um “material quântico” capaz de receber automaticamente iões de hidrogénio quando colocado sob uma zona do cérebro de um modelo animal - o termo “quântico” significa que o material tem propriedades eletrónicas que não podem ser explicadas pela física clássica, e que lhe dão uma vantagem única sobre outros materiais usados em eletrónica, como o silício. O seu nome técnico é niquelato de perovskita (SmNiO3).

“Interfaces funcionais entre eletrónica e matéria biológica são essenciais para diversos campos, incluindo ciências da saúde e bioengenharia. Aqui, relatamos a descoberta da transferência espontânea de hidrogénio (sem entrada de energia externa) de reações biológicas de glicose para o SmNiO3, um material quântico de perovskita arquetípico”, explicaram os cientistas.

“Em seguida, criámos interfaces diretas entre uma zona do cérebro de um ratinho e dispositivos de niquelato e demonstrámos a medição da libertação de neurotransmissores, após a estimulação elétrica da região do estriado. Estes resultados abrem caminhos para o uso da física emergente presente em materiais quânticos na deteção de [elementos]-traço e na transferência de biomaterial, ciências bioquímicas e interfaces cérebro-máquina”, escreveram os investigadores num artigo publicado pela revista Nature Communications.