Lesões cerebrais traumáticas variam em gravidade, de leves a fatais, mas os neurologistas têm ferramentas limitadas para avaliar os danos. Embora exames e imagens externas possam ajudar, sondas neurais — dispositivos que criam interfaces cérebro-computador — são ainda melhores. O problema? Elas são feitas de materiais rígidos que deixam cicatrizes no cérebro.

A Axoft , uma startup lançada em Harvard em 2021, está desenvolvendo uma alternativa mais suave, que, segundo os pesquisadores da empresa, pode ser inserida no cérebro sem perturbar sua consistência gelatinosa, mas que é durável o suficiente para fornecer dados neurais precisos.

“Com uma interface cérebro-computador, podemos determinar com muita precisão o que está acontecendo no cérebro dos pacientes — se eles estão conscientes, se não estão conscientes, se estão em estado vegetativo, se estão se recuperando ou se seu estado está se deteriorando”, disse Paul Le Floch, cofundador e CEO da Axoft, que recebeu seu Ph.D. em ciência dos materiais por Harvard.

Os médicos usam sondas neurais há décadas. Quando inseridas no cérebro, elas medem a atividade elétrica com muito mais precisão do que a imagem neural externa. Mas, tradicionalmente, as sondas neurais são feitas de materiais rígidos, que danificam o tecido cerebral circundante, altamente flexível — como lâminas de barbear em gel, disse Le Floch. Danos ao cérebro tornam as sondas neurais menos eficazes, porque o cérebro responde envolvendo-as com tecido cicatricial. Encapsuladas nesse tecido mais rígido, as sondas não conseguem se comunicar tão prontamente com os neurônios ao seu redor. Além disso, dispositivos rígidos só podem permanecer implantados por um curto período antes de causarem cicatrizes significativas no cérebro. À medida que mais sensores são adicionados a uma sonda neural — um elemento essencial para coletar o máximo possível de dados de atividade cerebral — as sondas se tornam ainda mais rígidas.

Le Floch e seus colaboradores entenderam que precisavam de uma alternativa mais macia às sondas neurais existentes. "O problema é: materiais macios não apresentam um desempenho muito alto", disse ele.

Durante seu doutorado em ciência dos materiais e polímeros em Harvard, Le Floch começou a trabalhar como aluno de pós-graduação no laboratório de Jia Liu , professor assistente de bioengenharia na Escola de Engenharia e Ciências Aplicadas John A. Paulson. Le Floch e Liu se concentraram em um problema insolúvel: desenvolver sondas neurais que funcionassem melhor para o cérebro.

Le Floch e Liu colaboraram com Tianyang Ye, Ph.D. '20, estudante de pós-graduação e pós-doutorado em Harvard, especializado em nanoeletrônica, além de membro do Escritório de Desenvolvimento Tecnológico (OTD), onde trabalhou em estratégias de comercialização para inovações acadêmicas. Ye é atualmente diretor de tecnologia da Axoft e cofundador. Enquanto Le Floch projetou um material macio e de alto desempenho que poderia ser inserido no cérebro sem danificá-lo, Ye projetou a eletrônica que poderia transmitir os dados para análise.

A sonda neural resultante é "muito biocompatível, por ser tão pequena, mas também muito macia", disse Le Floch. "Ela causa menos danos aos tecidos ao longo do tempo."

O novo material da Axoft, Fleuron, é milhares a milhões de vezes mais macio e flexível do que o material usado em sondas neurais modernas. Ao mesmo tempo, Fleuron é um fotorresistente, aplicável ao processo de fabricação de chips. Como resultado, a sonda pode facilmente se adaptar a mais de 1.000 sensores, fornecendo dados precisos de sinais cerebrais aos médicos. 

“Nas últimas décadas, passamos de um neurônio para dez neurônios, depois centenas — agora estamos chegando a milhares”, disse Le Floch. Essas multiplicidades maiores permitem que os pesquisadores “aprendam mais sobre o cérebro e desenvolvam novos diagnósticos e terapias”.

A Axoft está trabalhando para dobrar o número de eletrodos que sua sonda pode hospedar a cada ano, à medida que continua a desenvolver a tecnologia. "Isso aumentará significativamente o número de neurônios que as sondas da Axoft podem medir e estimular", disse Liu, que ajudou a cofundar a empresa e ingressou como consultor científico.

Os implantes cerebrais não são necessários para todos os pacientes com danos neurológicos, diz Le Floch, mas a empresa já percebeu um interesse significativo de neurologistas que têm lutado para medir a atividade cerebral de pacientes inconscientes com lesões cerebrais agudas e traumáticas.

O impacto do trabalho da startup ficou claro desde o início, de acordo com Christopher Petty, diretor de desenvolvimento de negócios em ciências físicas do OTD. "Do nosso ponto de vista, estamos sempre falando sobre essa missão de usar o conhecimento gerado academicamente e fazer a diferença no mundo com ele. Isso é tudo", disse ele. "Esse é o objetivo de tudo o que fazemos."

A OTD protegeu a propriedade intelectual das principais descobertas, conectou a equipe da Axoft com potenciais investidores e estruturou a licença da startup para desenvolver ainda mais a tecnologia, ao mesmo tempo em que ajudou seus pesquisadores fundadores a pensar sobre aplicações do mundo real e a jornada do teste à comercialização.

Ajudar uma startup de dispositivos médicos a prosperar, diz Petty, é diferente do processo para uma startup de software. Os ensaios clínicos necessários para aprovação podem levar muito tempo e custar muito dinheiro, mas também há um caminho muito mais claro para o mercado. "Há um conjunto claro de marcos", disse Petty.

Desde a sua fundação, a Axoft tem trabalhado para superar esses marcos. A empresa já arrecadou mais de US$ 18 milhões em financiamento. Em 2025, concluiu seu primeiro teste em humanos na Clínica Panamá, no Panamá, que demonstrou que os implantes eram seguros para inserção e remoção e não criavam riscos adicionais para o cérebro no processo. A equipe também determinou que a sonda conseguia diferenciar quando os pacientes estavam conscientes ou inconscientes (devido à anestesia), sendo que esta última simula um estado semelhante ao coma. Em poucos minutos, a equipe conseguiu medir os estados cerebrais da mesma forma que uma ressonância magnética funcional faria ao longo de várias horas.

Agora, para gerar mais dados pré-clínicos, a Axoft está trabalhando com médicos do Hospital Geral de Massachusetts em modelos suínos de lesão cerebral traumática. Le Floch espera que a Axoft possa iniciar outro estudo em humanos com o hospital no próximo ano.

Em 2027, a Axoft tem como alvo um ensaio clínico gerenciado pela FDA, focado em indivíduos com lesões cerebrais traumáticas, nos quais o dispositivo pode medir a recuperação e o nível de consciência. Se tudo correr bem, os dispositivos poderão estar disponíveis para os médicos em 2028. Le Floch acredita que os implantes poderão ser rapidamente expandidos para centenas de pacientes.

“Vemos uma grande necessidade da perspectiva do paciente, e já existe um ecossistema em hospitais para o uso de dispositivos de neuromonitoramento”, disse ele.