Tecnologia de Interface Cérebro-Computador Restaura Sensação à Mão de Indivíduo com Lesão na Medula Espinal

Uma equipe de pesquisadores da Battelle e do Centro Médico Wexner da Universidade Estadual de Ohio relata que, por meio do uso da tecnologia de Interface Cérebro-Computador, eles restauraram com sucesso a sensação à mão de um indivíduo com uma lesão grave na medula espinal. Esse desenvolvimento ocorre enquanto pesquisadores de todo o mundo estão trabalhando em tecnologias capazes de restaurar a função dos membros em indivíduos paralisados por lesões ou doenças. 

A pesquisa foi publicada na revista Cell em 23 de abril. 

Retorno Sensorial Artificial

A nova tecnologia depende do uso de sinais neurais minúsculos imperceptíveis que são amplificados por meio de retorno sensorial artificial, que é enviado de volta ao indivíduo. Esse método resulta em um grande aumento na função motora. 

Patrick Ganzer é o primeiro autor e um cientista de pesquisa principal da Battelle. 

“Estamos pegando eventos de toque subperceptuais e os transformando em percepção consciente”, diz Ganzer. “Quando fizemos isso, vimos várias melhorias funcionais. Foi um grande momento de eureka quando restauramos a sensação de toque do participante pela primeira vez.”

O Participante

O participante era um homem de 28 anos que se envolveu em um acidente de carro em 2010, o que resultou em uma lesão grave na medula espinal. O participante, cujo nome é Ian Burkhart, está envolvido com um projeto chamado NeuroLife desde 2014 para restaurar a função do seu braço direito. 

O dispositivo recém-desenvolvido usa um sistema de eletrodos que são colocados na pele e um pequeno chip de computador implantado no córtex motor. Há fios que direcionam sinais de movimento do cérebro para os músculos, permitindo que a lesão na medula espinal seja contornada. Com o dispositivo, Burkhart é capaz de controlar seu braço e completar ações como levantar uma xícara de café, passar um cartão de crédito e jogar videogames que requerem o uso das mãos e braços. 

“Até agora, às vezes Ian sentia que sua mão era estranha devido à falta de retorno sensorial”, diz Ganzer. “Ele também tem dificuldade em controlar sua mão, a menos que esteja observando seus movimentos de perto. Isso requer muita concentração e torna tarefas simples, como beber um refrigerante enquanto assiste TV, quase impossíveis.”

Sempre que os pesquisadores estimulavam sua pele, não havia sensação, mas um sinal neural ainda estava presente em seu cérebro. O problema era que o sinal neural era tão pequeno que não podia ser percebido. Os pesquisadores foram capazes de amplificar o sinal para que o cérebro pudesse responder. 

Por meio do uso de retorno háptico, os sinais de toque subperceptuais foram artificialmente enviados de volta a Burkhart, permitindo que ele os percebesse. 

Com o novo método, Burkhart foi capaz de detectar coisas apenas pelo toque. Outra conquista foi que o sistema é o primeiro BCI a permitir a restauração do movimento e do toque ao mesmo tempo, o que fornece um maior senso de controle. Por fim, o método permite que o sistema BCI sinta a quantidade certa de pressão para manipular um objeto. 

A equipe de pesquisadores deseja criar um sistema BCI que possa ser usado em casa. Uma manga de próxima geração está sendo desenvolvida, que contém eletrodos e sensores que podem ser colocados e removidos. Eles também estão trabalhando em um sistema capaz de ser controlado por um tablet em vez de um computador. 

“Foi incrível ver as possibilidades de informações sensoriais vindo de um dispositivo que foi originalmente criado para permitir que eu controle minha mão apenas em uma direção”, diz Burkhart.