Neuroprótese restaura movimento de mão paralisada

Os sinais cerebrais dos macacos foram usados para controlar pequenas correntes elétricas disparadas diretamente em seus músculos, "contornando" a medula espinhal.
[Imagem: Nature]

Neurotecnologia

Uma nova tecnologia de interface cérebro-máquina envia mensagens do cérebro diretamente para os músculos, sem precisar passar pela medula espinhal.

Os pesquisadores demonstraram que, com isso, é possível fazer movimentos voluntários e complexos com uma mão paralisada.

"Nós ficamos ouvindo os sinais elétricos naturais do cérebro que dizem ao braço e à mão como se mover, e então enviamos esses sinais diretamente para os músculos", disse o Dr. Lee Miller, da Universidade Northwestern (EUA).

Os experimentos foram feitos em macacos, como sempre ocorre no desenvolvimento desse tipo de neurotecnologia, mas o próximo passo é avaliar seu uso para permitir a movimentação de pacientes humanos com paralisia.

Neuroprótese

A atividade elétrica cerebral e os sinais musculares dos macacos foram registrados por eletrodos implantados no cérebro enquanto eles repetiam tarefas de agarrar uma bola, levantá-la e colocá-la em um pequeno tubo.

Essas gravações permitiram que os pesquisadores desenvolvessem um algoritmo - um decodificador - que processa os sinais do cérebro e prevê os padrões da atividade muscular para cada tarefa.

A seguir, os macacos receberam um anestésico local para bloquear a atividade do nervo no cotovelo, causando paralisia temporária e indolor da mão.

Com a ajuda de dispositivos especiais no cérebro e no braço - uma neuroprótese - os sinais cerebrais dos macacos foram usados para controlar pequenas correntes elétricas disparadas em seus músculos.

Com duração de cerca de 40 milissegundos, esses pulsos elétricos induzem a contração dos músculos, permitindo que os macacos peguem a bola e concluam a tarefa quase tão bem quanto antes.

"Esta conexão do cérebro para os músculos poderá ser usada no futuro para ajudar pacientes paralíticos por lesão da medula espinhal, que poderão realizar atividades da vida diária e alcançar uma maior independência," prevê o cientista.

O implante monitora a atividade de cerca de 100 neurônios no cérebro, passando-os para um computador, que decifra os sinais que geram os movimentos da mão.
[Imagem: Lee E. Miller]

Implante cerebral

Como os pesquisadores calcularam a relação entre a atividade do cérebro e a atividade muscular, a neuroprótese de fato "sente" e interpreta uma variedade de movimentos que o macaco quer fazer, teoricamente permitindo-lhe fazer uma grande variedade de movimentos voluntários com as mãos.

"Isso dá ao macaco um controle voluntário de sua mão que não é possível com as próteses atuais," disse Miller.

Os pesquisadores desenvolveram um novo implante cujos eletrodos monitoram a atividade de cerca de 100 neurônios no cérebro, passando-os para um computador, que decifra os sinais que geram os movimentos da mão.

"Nós podemos extrair uma quantidade considerável de informações de apenas 100 neurônios, embora haja, literalmente, um milhão de neurônios envolvidos na realização desse movimento.

"Isso porque são neurônios de saída, que normalmente enviam sinais para os músculos. Por trás desses neurônios muitos outros estão fazendo os cálculos que o cérebro necessita para controlar o movimento. Nós estamos captando o resultado final de todos esses cálculos," conclui o pesquisador.