Cientistas propuseram um modelo teórico que explica como células vivas poderiam produzir seus próprios sinais elétricos por meio de pequenos movimentos em suas membranas. Esse mecanismo, impulsionado por processos moleculares ativos, pode imitar a atividade neuronal e influenciar o transporte de íons. As descobertas podem informar materiais bioinspirados e aprofundar o entendimento das funções celulares.
Pesquisadores liderados por Pradeep Sharma desenvolveram uma estrutura matemática que sugere que os movimentos microscópicos constantes da membrana celular geram efeitos elétricos. A membrana celular, uma barreira fina e flexível que envolve cada célula viva, remodela-se dinamicamente à medida que as proteínas dentro da célula mudam de forma, interagem com moléculas e realizam reações como hidrólise de ATP para liberar energia. Essas atividades fazem com que a membrana se curve, ondule e flutue, desencadeando flexoeletricidade — um fenômeno em que a deformação do material produz voltagem.
O modelo prevê que esses movimentos criam diferenças elétricas através da membrana, atingindo até 90 milivolts — níveis comparáveis aos de neurônios em disparo. Mudanças de voltagem ocorrem em milissegundos, alinhando-se com o tempo e a forma dos potenciais de ação neuronais. Isso implica que tais princípios físicos podem contribuir para a comunicação das células nervosas.
Além disso, a estrutura indica que essas voltagens podem impulsionar o movimento de íons contra gradientes eletroquímicos naturais. Íons, átomos carregados essenciais para sinalização e equilíbrio celular, podem ser transportados ativamente com base na elasticidade da membrana e sua resposta a campos elétricos. A direção e a carga do fluxo de íons dependem dessas propriedades.
Estendendo a ideia, os pesquisadores sugerem aplicar o modelo a tecidos, onde a atividade coordenada da membrana pode produzir padrões elétricos maiores. Esse mecanismo fornece uma base física para percepção sensorial, disparo neuronal e colheita de energia interna nas células. Ele também tem potencial para conectar a neurociência ao design de materiais bioinspirados e responsivos eletricamente que imitam tecidos vivos.
O estudo aparece em PNAS Nexus, volume 4, número 12, publicado em dezembro de 2025.
