Tetraplégicos apanham objectos com braços robóticos movidos pelo cérebro

[B@eta]

Tetraplégicos apanham objectos com braços robóticos movidos pelo cérebro

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Dia 12 de Abril de 2011. Uma mulher de 58 anos está em casa, sentada à mesa. Pega num cantil com café, levanta-o e bebe com uma palhinha. Torna a pôr o cantil em cima da mesa. Sorri com evidente alegria perante o que acabou de fazer e toda a gente à sua volta aplaude. A celebração justifica-se plenamente: é que desde 1996, quando foi vítima de um AVC que a deixou tetraplégica, ela nunca tinha tomado um café sem ajuda.

O que fez a S3 (nome fictício) naquele dia de tão extraordinário? Imaginou que estava a mexer o seu próprio braço e que, com a sua própria mão, segurava no cantil e o levava à boca. E, ao imaginar isso, fez com que um braço robotizado — ao qual ela estava literalmente ligada através de um chip microelectrónico implantado no seu cérebro — executasse os gestos que ela comandava. Essa sua intenção motora (ou, dito de outra maneira, os impulsos eléctricos disparados intencionalmente pelos seus neurónios) fora transmitida pelo implante a um programa de computador capaz de os transformar em movimentos adequados do braço artificial. Esta e outras façanhas de S3 — e as de um segundo doente de 66 anos, tetraplégico desde 2006 e designado T2, são descritas na edição desta quinta-feira da revista Nature.

“Ainda temos muito trabalho pela frente, mas os avanços animadores destas investigações são demonstrados não só pelo sucesso [da experiência], mas ainda mais pelo sorriso de S3 quando conseguiu tomar um café sozinha pela primeira vez em quase 15 anos”, diz Leigh Hochberg, da Universidade Brown e um dos principais autores do trabalho.

A equipa de Hochberg e de John Donoghue, também da Universidade Brown, e que integra ainda cientistas de Harvard, dos departamentos norte-americanos dos Assuntos dos Veteranos e da Defesa, da agência aeroespacial alemã DLR e da empresa norte-americana DEKA, está actualmente a realizar um ensaio-piloto em seres humanos do seu dispositivo neuronal implantável, baptizado BrainGate. Trata-se de um quadradinho de silício, do tamanho de um pequeno comprimido, com 96 finíssimos eléctrodos à superfície que são capazes de registar a actividade de pequenos grupos de neurónios.

Tarefas muito complexas

S3 e T2 são os dois primeiros participantes nesta fase do ensaio, que continua em curso e a recrutar voluntários. Ambos sofreram um AVC do tronco cerebral, ficando incapazes de mexer as extremidades ou de falar. S3 entrou no projecto nas suas fases mais preliminares e é portadora de um implante há mais de cinco anos, com os eléctrodos alojados a uns milímetros de profundidade no córtex motor, a região do cérebro que controla os gestos voluntários.

Dois braços artificiais foram testados nestas experiências. Um deles, o da DEKA, foi concebido para servir de prótese a veteranos de guerra amputados na sequência de ferimentos. Ou outro, da DLR, não é uma prótese, mas antes um “dispositivo de assistência”, e é mais pesado.

Ambos os doentes treinaram vários dias a apanhar bolas de espuma com ambos os braços artificiais — e a seguir, S3 tentou, com sucesso, a experiência do café. Estas duas tarefas são “as mais complexas jamais realizadas” com uma interface cérebro-computador, explica um comunicado dos Institutos Nacionais de Saúde dos EUA, um dos financiadores do projecto. Até aqui, doentes tetraplégicos com implantes cerebrais já tinham conseguido deslocar um cursor num ecrã de computador e, em 2008, macacos não paralisados também tinham conseguido mexer um braço artificial com o “poder da mente”. Mas nunca um ser humano doente tinha executado deslocações em três dimensões tão próximas de gestos da vida quotidiana. Como resume num comentário na Nature Andrew Jackson, da Universidade de Newcastle, Reino Unido, os participantes conseguiram tocar nas bolas de espuma em 45 a 96 % das tentativas e apanhá-las em dois terços das vezes em que lhes conseguiram tocar. Um dos aspectos mais “notáveis”, salienta, é o BrainGate de S3 ter funcionado correctamente cinco anos após ter sido implantado.

Quanto à experiência de S3 com o café, foi bem sucedida quatro vezes num total de seis tentativas com o braço mais pesado e mais difícil de manipular com precisão. E o que é particularmente promissor para o futuro desta abordagem neurocibernética é o facto de o córtex motor de S3 ter conseguido funcionar após ter estado “desligado” durante 15 anos, como salienta Hochberg.O derradeiro objectivo do BrainGate, ainda muito longe da aplicação prática (foi preciso calibrar os sistemas durante meia hora antes de cada treino), é conseguir um dia ligar o cérebro às extremidades dos doentes via uma ligação sem fios, de forma a traduzir a sua actividade cerebral em estímulos eléctricos que façam mexer os músculos paralisados.

In: Público online

Fonte: deficiente-forum.com - Portal

 

[B@eta]

Tetraplégicos comandam braço robótico pelo pensamento

Eletrodos inseridos no cérebro de pacientes com paralisia enviaram sinais de movimento para braço mecânico

Cathy Hutchinson, que tem paralisia, bebe com a ajuda do braço robótico comandado por seu cérebro

Uma mulher tetraplégica foi capaz de pegar uma garrafinha térmica e beber café quentinho sem a ajuda de nenhuma pessoa. Os responsáveis pela façanha foram uma equipe internacional de cientistas que conectou eletrodos inseridos em seu córtex motor – parte cerebral responsável pelos movimentos voluntários – a um computador e um braço mecânico. Pela primeira vez em 15 anos, a paciente, conhecida no estudo como S3, conseguiu beber café usando seus próprios sinais neurais para fazer o movimento.

Quando uma pessoa quer se movimentar, ela libera um fluxo de sinais elétricos do cérebro para a medula espinhal. Interrupções nestas vias nervosas impossibilitam a passagem dos sinais elétricos, o que causa a paralisia.

Os testes do braço mecânico controlado pelo pensamento foram feitos com dois pacientes que sofreram AVC há mais de 10 anos. Eles também têm a chamada síndrome do encarceramento, no qual o paciente não consegue mover os membros nem falar, e se comunica apenas por piscadas de olho que indicam as letras de uma palavra ou frase que querem informar. Os resultados do estudo foram divulgados no periódico científico Nature.


Pesquisadores americanos e alemães implantaram um conjunto de 96 eletrodos do tamanho de uma aspirina no córtex motor, no topo da cabeça dos voluntários. Os sinais cerebrais iam para um computador que decodificava os algoritmos e levava até o braço mecânico. O equipamento recebeu o nome de BrainGate2.

Tetraplégicos comandam braço robótico pelo pensamento - TV iG
Veja o vídeo da paciente com paralisia comandando braço robótico com o pensamento

Caso não consiga ver o vídeo, clique para assistir na TV iG: Tetraplégicos comandam braço robótico pelo pensamento

"Eu penso em movimentar a minha mão e o meu punho. É muito confortável e natural imaginar minha mão direita se movendo para a direção que eu quero que o braço robótico se mova", contou Cathy Hutchinson, de 58 anos. Ela usou os olhos para indicar as letras de seu relato divulgado à imprensa. A atividade também não exige concentração excessiva. De acordo com a paciente, ela não fez nada além do que estava acostumada a coordenar pelos pensamentos antes de perder os movimentos. "No início tive que me concentrar e focar os músculos que usaria para executar determinadas funções".

Robert, o outro paciente que participou do experimento também informou que não teve dificuldade de comandar o braço robótico pelo pensamento. “Eu só imaginei que estava mexendo o meu próprio braço e o braço mecânico foi para onde eu queria que ele fosse”, anunciou o homem de 66 anos.

Os pesquisadores ficaram entusiasmados com o fato mesmo depois de anos de paralisia, o córtex motor dos dois pacientes continuou funcionando, sendo capaz de liberar sinais neurais.

Interação cérebro-máquina
Os sinais neurais enviados pelos pacientes foram interpretados por um computador do tamanho de uma geladeira, que é conectado ao braço robótico e aos eletrodos. Os pesquisadores destacaram que para cada indivíduo eles construíram um novo decodificador. “Cada neurônio é uma espécie de torre transmissão de rádio e tem centenas de sensores. Há um padrão comum para os movimentos, mas muda muito o conjunto de sinais dados por cada indivíduo para fazer cada movimento”, disse John Donoghue, neurocientista da Universidade de Brown e pioneiro no desenvolvimento do BrainGate, há mais de uma década.

Miguel Nicolelis: um brasileiro no campo da interação cérebro-máquina

Para habilitar os computadores a interpretar os sinais neurais corretamente, Robert imaginou controlar o braço do robô, enquanto observava movimentos pré-programados. A atividade cerebral correspondente foi gravada e usada para construir um mapa entre os padrões de sinais do cérebro de Robert e as atividades realizadas pelo robô.

O equipamento ainda precisa passar por uma série de testes até que seja aprovado. Há ainda a questão financeira para comercializá-lo. “Eu acredito que seja questão de anos, menos de uma década que vamos conseguir comercializá-los”, disse Leigh Hochberg, neurologista da Brown Universidade.

Tetraplégicos comandam braço robótico pelo pensamento - Ciência - iG


Fonte: deficiente-forum.com - Portal