Tecnologia recuperou a sensibilidade das mãos aos jovens quadriplégicos

Por Alan Mozes

Um jovem que perdeu o toque após ficar paralisado dos cotovelos para baixo após um acidente de natação teve a sensação do toque recuperada.

Como? Tocando em sinais neurais quase imperceptíveis que podem permanecer mesmo após lesão na medula espinhal e amplificando esses sinais até o ponto em que uma sensação perdida de toque pode ser recuperada. O processo foi alcançado através do uso inovador da tecnologia da interface cérebro-computador (BCI), que visa dar aos pacientes paralisados ​​alguma medida do controle do corpo.

“O BCI é uma tecnologia que registra a atividade cerebral [e depois] a envia para um computador para detectar pensamentos específicos", explicou o líder do estudo, Patrick Ganzer. Ele é um dos principais pesquisadores de neurotecnologia da Battelle, uma empresa sem fins lucrativos de ciência e tecnologia em Columbus, Ohio.

O computador formata esses pensamentos em instruções que são enviadas de volta ao paciente, diretamente para os músculos do paciente ou para um dispositivo protético que desencadeia uma ação, como o movimento das mãos, disse Ganzer.


Mergulho o deixou com lesão medular
Foi exatamente o que Ian Burkhart, morador de Colombo, fez em 2014, aos 22 anos. Apenas três anos antes, enquanto calouro na faculdade, ele quebrou o pescoço enquanto nadava no oceano.

"Mergulhei em uma onda que me empurrou para um banco de areia. Então, essencialmente, eu tinha apenas alguns metros de profundidade," lembrou Burkhart. 

O diagnóstico: "Eu sou um quadriplégico C-5 com uma lesão medular completa. Posso mover meus ombros, bíceps e mãos um pouco", disse ele. "Mas eu não tenho controle sobre meu pulso ou mãos, ou sobre a maioria dos meus músculos abdominais, ou qualquer coisa da cintura para baixo. Eu posso dirigir minha cadeira de rodas com um joystick, mas não consigo segurar esse joystick. Posso usar um iPad movendo todo o braço e usando os nós dos dedos, mas não consigo tocar com o dedo."

Em 2014, Burkhart começou a trabalhar com Ganzer e seus colegas. Primeiro, ele foi submetido a uma cirurgia invasiva para implantar um pequeno chip de computador na região do córtex motor do cérebro. "Dessa forma, eles podem simplesmente inserir um grande plugue no topo do meu crânio e depois me conectar diretamente ao computador", disse Burkhart.

E depois de deslizar uma mão de estimulação muscular (equipada com um sistema de eletrodos) sobre o braço, a equipe conseguiu acionar com sucesso o movimento da mão. "E isso foi incrível", disse Burkhart. “Mas ainda havia um problema”, explicou Ganzer.

"Infelizmente, a mão do participante não está apenas completamente paralisada, mas também está quase completamente ausente de sensação", observou ele. "Esse é um problema grave, pois o sentido do tato é crítico para o controle apropriado do movimento. O participante tem dificuldade em detectar o toque geral e, essencialmente, nem consegue sentir objetos pequenos. Por causa dessa falta de sensação, às vezes a mão do participante também se sente estranha."


Ser criativo para restaurar vibrações
"Originalmente, o estudo foi projetado apenas para eu recuperar o controle do movimento", disse Burkhart. "Mas rapidamente percebemos que, se você deseja controle total, precisa sentir alguma coisa, porque eu estava confiando em minha visão para saber se minha mão estava em um objeto ou o quanto eu poderia apertar alguma coisa. Então, quando eles tiveram a ideia de criar um sistema bidirecional que poderia me ajudar a sentir algo, eu estava realmente empolgado".

Para fazer isso, disse Burkhart, a equipe de pesquisa teve que ser criativa, fabricando um dispositivo motor para fornecer o tipo de vibração sentida nos celulares e nos controladores de videogame. "E então eles colocaram isso no meu bíceps, onde eu tenho sensação", disse ele.

O resultado? "Sempre que movo minha mão e toco em alguma coisa, o motor vibra em volta do meu braço e eu posso senti-la", disse Burkhart.

"Sua capacidade de detectar o toque foi quase completamente restaurada. Quando ele usa o sistema em tempo real, seus movimentos aceleram e ele é capaz de manipular e transferir objetos mais rapidamente", disse Ganzer.

Claudia Angeli é diretora do Centro de Pesquisa de Lesões da Medula Espinhal do Kentucky. "A inovação apresentada neste trabalho é que eles estão decodificando sinais motores e sensoriais", disse Angeli, que não esteve envolvido no estudo.

"Ao permitir o aprimoramento ou a restauração de ambos o BCI fornece um controle mais realista da função das mãos", acrescentou.


Ainda há muito trabalho a ser feito para tornar o sistema portátil
Mas Angeli alertou que “o trabalho até hoje é complexo, invasivo e muito preliminar".

Ganzer reconheceu isso. “Por um lado, as máquinas são muito pesadas para serem portáteis, embora ele tenha dito que sua equipe "está atualmente trabalhando com nossos colaboradores para desenvolver um sistema BCI para uso doméstico. Isso permitiria que o BCI fosse usado durante as atividades da vida diária fora do laboratório".

Esse objetivo está em pausa no momento, enquanto a equipe procura por financiamento adicional. Mas Burkhart - agora com 28 anos e prestes a se formar na faculdade, com um diploma em planejamento financeiro - está a bordo a longo prazo.

"Precisamos colocar isso nas mãos de outras pessoas. Mas há muitos componentes que fazem isso acontecer. Ser capaz de usar isso fora do laboratório exigirá muita miniaturização. Precisamos de um plugue menor conectado à minha cabeça, equipamentos de gravação menores portáteis, como um iPad ou algo que eu possa colocar na minha mochila e pendurar na cadeira, em vez de uma mesa cheia de equipamentos como está agora”, disse ele. 

Mas eu sei que tudo isso é possível, acrescentou Burkhart. "É definitivamente possível."

Os resultados foram relatados na edição de 23 de abril de 2020 da revista Cell.



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