Macacos controlam braços virtuais com poder da mente

Estudo do brasileiro Miguel Nicolelis representa um grande avanço para o restabelecimento de movimentos bimanuais de humanos que sofrem de paralisia corpórea

Por O Dia

Carolina do Norte (EUA) - Pessoas que sofrem de graus devastadores de paralisia corpórea estão cada vez mais perto de terem seus movimentos bimanuais restabelecidos. A equipe do brasileiro Miguel Nicolelis, professor de neurobiologia da Universidade Duke, na Carolina do Norte, desenvolveu uma técnica em que dois macacos apreenderam a controlar movimentos de ambos os braços de um corpo virtual usando apenas a atividade elétrica do cérebro. Descoberta, publicada nesta quarta-feira na revista Science Translational Medicine, representa um avanço importante no campo da neurociência.

Até agora todas as aplicações de interfaces cérebro-máquina- restabelecimento da mobilidade e da sensibilidade tátil através da conexão direta do tecido nervoso com as próteses- envolviam o controle de apenas um braço artificial. "Movimentos bimanuais, como digitar num teclado ou abrir uma lata, são fundamentais na nossa rotina diária", disse Nicolelis.

Avatar dos macacos Divulgação

Para beneficiar os pacientes que sofrem de altos graus de paralisia, o professor acredita que é necessário aprofundar nos estudos. "Futuras aplicações das interfaces cérebro-máquina criadas para restaurar a mobilidade de pacientes paralisados certamente terão que incorporar o controle de múltiplos membros – superiores e inferiores", explicou. No entanto, o estudo nos macacos já mostrou como registros da atividade elétrica de grandes populações neuronais poderiam servir como fonte de sinais para o controle de movimentos bimanuais.

A descoberta nos macacos

Para permitir que macacos controlassem dois braços virtuais, os neurocientistas registraram simultaneamente a atividade elétrica de quase 500 neurônios, distribuídos por áreas corticais dos dois hemisférios cerebrais de cada um dos animais. Os macacos foram treinados em um ambiente virtual dentro do qual eles visualizavam braços e mãos virtuais de um "avatar" muito realista em uma tela de computador.

Os animais tinham que colocar as mãos virtuais dentro de objetos que apareciam na tela. Num primeiro momento eles usavam ferramentas para mover os braços e mãos do "avatar". Depois, eles aprenderam a controlar os membros superiores do "avatar" apenas com a atividade elétrica dos seus cérebros, sem que fosse necessário mexer com os próprios braços.

Os cientistas observaram, então, um alto grau de plasticidade cerebral em diversas áreas corticais do cérebro dos animais quando eles controlavam mentalmente os movimentos. Foi possível concluir, então, que os cérebros desses primatas incorporaram os braços virtuais do avatar como uma extensão da “imagem interna” do corpo contida no sistema nervoso de cada um desses macacos.

O estudo confirmou, também, que neurônios isolados são insuficientes para reproduzir comportamentos motores complexos através de uma interface cérebro-máquina.Só é possível que isso aconteça com grandes populações de neurônios.

Nicolelis e sua equipe estão incorporando os resultados desse estudo na estratégia usada pelo "Andar de Novo", projeto que visa construir o primeiro exoesqueleto robótico de corpo inteiro controlado por uma interface cérebro-máquina. O Projeto Andar de Novo planeja demonstrar a operação desse exoesqueleto durante a cerimônia de abertura da Copa do Mundo de Futebol FIFA no dia 12 de junho de 2014.

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