As pessoas paralisadas agora têm a chance de restaurar o movimento dos membros, controlando o poder do pensamento. Um grupo de pesquisadores da Case Western Reserve University desenvolveu o primeiro sistema implantável para registrar a atividade e a estimulação muscular do cérebro, que restaura o movimento de mãos e mãos em pacientes com paralisia.
O sistema inclui uma interface neuro-computador com eletrodos de gravação embutidos no crânio e estimulação elétrica funcional (
EEF ). A primeira pessoa a testar a tecnologia foi o morador de 56 anos de Cleveland, Bill Kochevar, que ficou paralisado embaixo dos ombros como resultado de um acidente. Com a ajuda dela, ele restaurou o movimento dos braços e mãos.
“Nosso estudo está em um estágio inicial, mas acreditamos que essa prótese neuro pode oferecer às pessoas com paralisia a capacidade de restaurar a função da mão para as atividades diárias. Agora, essa tecnologia permite que uma pessoa paralisada alcance um objeto e o leve, ou seja, ele pode comer e beber. Com o desenvolvimento adicional, a tecnologia pode dar um controle mais preciso, expandindo o possível leque de ações ”, disse o principal autor do estudo, Bolu Ajiboye.
O experimento de Kochevar faz parte do programa de testes clínicos BrainGate, realizado por um consórcio de instituições acadêmicas e médicas que avalia a segurança e a eficácia do sistema de interface neuro-computador em pessoas com paralisia. Outra pesquisa do BrainGate mostrou que as pessoas podem
controlar o cursor na tela do computador ou com um
braço robótico .
Jonathan Miller, professor assistente de neurocirurgia da Faculdade de Medicina da Case Western Reserve University, liderou uma equipe de cirurgiões que implantou duas matrizes de 96 canais de eletrodos na superfície do cérebro. Em seguida, eles implantaram 36 eletrodos dos sistemas de SEG, que revitalizam os músculos dos braços e braços.
As matrizes registram sinais cerebrais quando Kochevar representa o movimento de sua mão ou braço como um todo. A interface do neurocomputador decodifica as informações gravadas dos sinais cerebrais sobre os movimentos que pretende fazer e, em seguida, é convertida pelo sistema FES em padrões de pulsos elétricos para controlar o sistema de estimulação elétrica.
Os pulsos enviados pelos eletrodos da SEG ativam os músculos que controlam os ombros, cotovelos e pulsos. Para superar a gravidade, que de outra forma não lhe permitiria levantar e estender a mão, Kochevar usa suporte móvel para as mãos, que também está sob o controle do cérebro.
Antes da implantação, Kochevar aprendeu a usar os sinais do cérebro para mover as mãos na realidade virtual na tela do computador. À medida que a capacidade de Kochevar de mover o braço virtual melhorava nos próximos quatro meses de treinamento, os pesquisadores sugeriram que ele seria capaz de controlar o braço e a mão.
Oito anos de atrofia muscular exigiram reabilitação. Os pesquisadores realizaram procedimentos cíclicos para estimulação elétrica do braço e mão de Kochevar. Durante 45 semanas, sua força, amplitude de movimento e resistência melhoraram significativamente. Quando ele tentou mover a mão, os cientistas estabeleceram padrões de estimulação para desenvolver suas habilidades motoras.
Agora, o paciente pode forçar cada pensamento na articulação da mão direita a se mover individualmente. Ou, simplesmente, pensando em comida ou bebida, ele leva os músculos a um movimento coordenado. Quando solicitado a descrever como ele comanda o movimento de suas mãos, Kochevar respondeu: “Eu a faço se mover sem nenhum esforço especial. Eu só penso nisso e funciona. ”
Os pesquisadores observam que a conquista necessária para usar a tecnologia fora do laboratório não está tão longe da realidade. Atualmente, está em andamento o trabalho para criar implantes sem fio para o cérebro, e os pesquisadores estão melhorando os esquemas de decodificação e estimulação necessários para determinar com mais precisão os movimentos. Os sistemas FES totalmente implantáveis já foram desenvolvidos e estão sendo testados em ensaios clínicos separados.
A tecnologia de pesquisa BrainGate foi desenvolvida originalmente na Brown University, no laboratório de John Donoghue, agora fundador do Wyss Bio e Neuroengineering Center, em Genebra. Eletrodos de gravação implantáveis, conhecidos como matrizes de Utah, foram originalmente projetados por Richard Norman, professor emérito de bioengenharia da Universidade de Utah.
doi:
http://dx.doi.org/10.1016/S0140-6736(17)30601-3