A revista do respeitado Instituto de Tecnologia de Massachusetts (MIT) publicou em 2004 a lista das dez tecnologias que vão mudar o mundo e a invenção do neurocientista brasileiro Miguel Nicolelis foi a número um. Em breve, ele estremecerá a comunidade científica com a publicação de um estudo que abre caminho para recuperar o movimento de paralíticos. Nicolelis já tinha feito macacos controlarem com o cérebro um braço mecânico para jogar videogame e no mês passado, pela primeira vez, reproduziu a experiência com seres humanos na Universidade de Duke.
Os macacos aprenderam a usar o seu próprio pensamento, os sinais elétricos que vêm do seu cérebro, para mover um braço mecânico. Qualquer pensamento é definido por essa tempestade elétrica que invade nosso cérebro, tudo o que a equipe do Prof. Nicolelis imaginou está sendo codificado por esta grande onda elétrica que varre o cérebro, e a questão é como isso acontece. O que foi mostrado é que com esta técnica pode-se treinar um animal para usar sua atividade cerebral para controlar um braço mecânico. O animal aprendia a usar o braço mecânico para jogar uma grande variedade de videogames. “O animal aprendia com informações que recebia do robô. Temos evidências de que o cérebro do animal incorporou esse braço mecânico como se fosse um terceiro braço. A partir daí, ele não tinha dificuldade para utilizar o braço mecânico ou o seu próprio braço. Quando aprendia que podia usar o braço mecânico, ele relaxava totalmente os músculos de seu próprio braço e confiava no braço mecânico para realizar as tarefas. Isso ofereceu uma prova de que pacientes que não podem se mexer mas conseguem pensar em como se mexer, já que o aparato cerebral ainda está presente, um dia vão recuperar os movimentos. Se você tem uma lesão na medula, a razão pela qual você não pode se mexer é que os sinais produzidos no cérebro não chegam nos músculos. Nossa ideia é criar um desvio dessa lesão e pegar os sinais que estamos tirando do cérebro e enviá-los para um braço mecânico ou para o próprio braço do paciente e assim reproduzir suas intenções motoras.
“Ainda não fiz um paralítico andar, mas é o grande sonho, estamos chegando lá. Vai acontecer mais depressa do que imaginamos. Os cientistas aprendem a não fazer previsões do futuro, mas tenho a sensação de que com a experiência das últimas semanas cortamos em alguns anos o futuro. Esta pesquisa específica começou há sete anos. Um marcapasso cerebral transmitiria sinais do cérebro para um braço mecânico que não precisará estar do lado do paciente. Mostramos que um macaco podia controlar um braço mecânico aqui na Universidade e pela internet, enviamos os sinais para o MIT, em Boston. O robozinho de Boston foi controlado ao mesmo tempo do que o de Duke pelo macaco”. O estudo, coordenado pelo neurocientista brasileiro Miguel Nicolelis, foi publicado na primeira edição da revista eletrônica Public Library of Science – Biology (PloS Biology). Sua equipe demonstrou como duas fêmeas de macaco rhesus foram capazes de aprender a manipular um braço mecânico por meio de dispositivos de interface entre cérebro e máquina (BMIs na sigla em inglês).
Antes de começar os testes com os BMIs, os cientistas treinaram durante meia hora os macacos para realizarem tarefas que consistiam em alcançar e segurar objetos representados num monitor (a essas ações correspondia o movimento de um braço mecânico real). Nessa primeira fase, a manipulação dos objetos era controlada por um joystick. Durante os testes, foram medidos e registrados pelos eletrodos implantados nos macacos os tipos de sinais cerebrais que indicavam a posição, força e velocidade da mão e os eletromiogramas de diversos músculos (registro gráfico dos potenciais elétricos gerados pelo músculo durante sua ativação). O chip interpreta as ondas cerebrais por uso de modelos matemáticos em tempo real.
Numa segunda etapa, a ação passou a ser controlada diretamente pelos sinais cerebrais dos macacos (mediados pelos BMIs), e não mais pelo joystick. Esses sinais eram decodificados matematicamente por um computador graças à comparação com o registro anterior dos parâmetros motores. Por algum tempo, os animais continuaram mexendo o joystick, mas logo aprenderam que não precisavam comandá-lo para mover os objetos no monitor e, assim, manipular o braço mecânico. A análise dos sinais cerebrais mostra que os macacos assimilaram o braço mecânico como se fosse seu próprio membro, o que mostra a grande plasticidade de seu cérebro. A incorporação de ferramentas como extensão do organismo também ocorre em seres humanos. Carros, por exemplo, estão tão inseridos em nosso cotidiano que são percebidos como extensão de nosso corpo. Com a análise dos sinais nervosos durante os testes, os cientistas perceberam que os circuitos cerebrais se reorganizavam para se adaptar à nova situação. As propriedades fisiológicas dos neurônios mudavam quando o modelo de controle era transferido, o que reflete mais uma vez a maleabilidade do cérebro mesmo em indivíduos adultos e não só em jovens, como se imaginava anteriormente. Embora ainda não esteja claro em que regiões do cérebro os eletrodos devem ser instalados para a execução eficaz do movimento, os pesquisadores sugerem que as mais indicadas seriam as áreas frontal e parietal, pois o comando de movimentos musculares complexos se dá nessas regiões.
Fonte: http://www.neuro.duke.edu/Faculty/Nicolelis.htm
http://www.jornaldaciencia.org.br/Detalhe.jsp?id=16499
http://www2.uol.com.br/cienciahoje/chdia/n944.htm
acesso em fevereiro de 2004
JC e-mail 2648, de 17 de Novembro de 2004
http://www.agencia.fapesp.br/boletim_dentro.php?id=6724
acesso em fevereiro de 2007
