Implante cerebral permitiu que macacos paralisados ​​voltassem a andar

Há dez anos, um neurocientista Gregor Courtine estuda a possibilidade de restaurar a atividade motora de primatas paralisados ​​com lesões na medula espinhal. Para realizar pesquisas, o cientista precisa voar regularmente da Suíça para a China, onde realiza experimentos com primatas. O problema é que nem nos EUA nem na Europa esses estudos podem ser realizados - eles são proibidos.

Nesta semana, um especialista de sua equipe publicou os resultados de experimentos práticos que eles estavam colocando em um laboratório em Pequim o tempo todo. Os cientistas desenvolveram um implante sem fio para o cérebro que transmite sinais para eletrodos implantados nos músculos das pernas dos animais. Como resultado, primatas com danos significativos na medula espinhal foram novamente capazes de andar.

“Essa equipe de cientistas mostrou que os animais novamente têm a oportunidade de se mover com uma coordenação normal de movimentos. Este é um excelente trabalho ”, disse Gaurav Sharma, neurocientista que trabalha com pacientes paralisados ​​para restaurar a função motora nas mãos.

Após o refinamento, uma tecnologia desenvolvida por um cientista suíço pode ajudar pessoas com uma medula espinhal danificada a andar novamente, ou pelo menos fazer alguns movimentos nos pés. Gregor Kurtin recebeu o consentimento de dois voluntários para instalar esse sistema em seu corpo.

"O estudo ajuda a abrir novos caminhos para pesquisas clínicas e atendimento a pacientes bioeletrônicos que estão paralisados", disse o bioengenheiro Chad Bouton, do Feinstein Institute, em Nova York. A propósito, em abril deste ano, cientistas do referido instituto instalaram um implante para um paciente com a coluna quebrada. Ele teve a oportunidade de mover a mão, levar objetos com ela e tocar Guitar Hero. Juntamente com o implante, o paciente recebeu uma luva com eletrodos. Esses eletrodos enviam impulsos elétricos para o braço do paciente. Os impulsos são enviados precisamente aos músculos responsáveis ​​pelos movimentos de preensão dos dedos e das mãos.


Durante muito tempo, cientistas suíços realizaram experimentos com ratos de laboratório e depois se mudaram para primatas. Segundo Kurtin, os macacos mostram quase a mesma reação ao trabalho de um sistema desenvolvido pelos cientistas que os ratos. Primeiro, a equipe estudou o movimento dos sinais elétricos do cérebro para as pernas dos macacos, realizando um "mapeamento" dos sinais e músculos elétricos. Eles também estudaram cuidadosamente a medula espinhal na parte inferior da coluna, que recebe quase todos os sinais elétricos do cérebro antes de serem transmitidos aos músculos. E depois de todo esse processo, os cientistas reproduziram a transmissão de sinais elétricos em primatas com uma medula espinhal danificada.

Os macacos foram implantados com microeletrodos no cérebro, capazes de transmitir os sinais elétricos do cérebro para um sistema especial que descriptografa os dados e os transmite. Sem fio, esses sinais são transmitidos para um dispositivo que gera sinais elétricos específicos que são transmitidos para as extremidades inferiores dos animais. Como resultado, os animais aprenderam a andar novamente e se moveram muito bem.

"Toda a equipe gritou de alegria quando viu tudo isso", disse o cientista, que viu muitos casos de restauração malsucedida das funções motoras em primatas e humanos. Até o momento, a coordenação das extremidades inferiores não pode ser considerada ideal, mas o esforço exercido pelos animais nas pernas corresponde ao seu peso. Em outras palavras, o animal, de pé sobre as patas, não cai, os membros não se dobram.



Os neurocientistas alcançaram um sucesso significativo na criação de próteses biônicas. Tudo isso se tornou possível graças ao desenvolvimento da tecnologia moderna. Por exemplo, este ano, Jodie O'Connell-Ponkos, que perdeu o braço há quase 30 anos, recebeu um novo tipo de prótese que pode detectar até o sinal mais fraco de terminações nervosas. A prótese pode realizar quase todos os movimentos que o proprietário pensou.

Um braço protético de um novo tipo “entende” que esse sinal elétrico deve ser ativado pelos dedos, e este - pelo pulso. Como resultado, o braço protético funciona de acordo com os pensamentos do usuário. Se ele decidisse pegar algo na mão, a prótese responderia automaticamente ao sinal. Se o proprietário da prótese deseja corrigir o cabelo, o sistema cumpre a intenção do proprietário. A prótese biônica de Coapt atua em sincronia com o outro membro, para que ações coordenadas possam ser executadas com a mão nativa e artificial.

Lesões na medula espinhal são um problema ainda mais complexo que os cientistas tentam, com graus variados de sucesso, resolver por muitos anos. Quanto a Kurtin e seus dois voluntários, até agora eles não implantaram eletrodos no cérebro, mas apenas instalaram um sistema que envia sinais para os músculos das pernas. Assim, os pacientes não conseguem controlar as pernas, os sinais são transmitidos pelos cientistas "pelo ar". Agora, os especialistas estão trabalhando na operação correta do dispositivo e depois planejam usar implantes cerebrais para humanos.

Como já mencionado acima, experimentos para cientistas suíços são complicados pela legislação européia. Então Kurtin e sua equipe ainda precisam voar regularmente para a China para continuar a série experimental com primatas.

DOI: 10.1038 / nature.2016.20967

Source: https://habr.com/ru/post/pt399023/