Engenheiros Criam Braço Biónico que Restaura Comportamentos Naturais em Pacientes

Pesquisadores da Cleveland Clinic desenvolveram um novo braço biónico que restaura comportamentos naturais em pacientes com amputações de membros superiores. A tecnologia é inédita e a pesquisa foi publicada em Science Robotics.

A equipe internacional de pesquisa combinou três funções importantes no sistema biónico: controle motor intuitivo, toque e cinestesia de agarre. A última das três é a sensação de abrir e fechar a mão.

A equipe, liderada pela Cleveland Clinic, também incluiu pesquisadores da Universidade de Alberta e da Universidade de New Brunswick.

Paul Marasco, Ph.D, é o investigador principal e professor associado no Departamento de Engenharia Biomédica do Instituto de Pesquisa Lerner da Cleveland Clinic.

“Modificamos um prótese padrão com este complexo sistema biónico, que permite que os usuários movam seu braço prostético de forma mais intuitiva e sintam sensações de toque e movimento ao mesmo tempo”, disse o Dr. Marasco. “Esses achados são um passo importante para fornecer às pessoas com amputação a restauração completa da função natural do braço.”

O Sistema Biónico

O sistema recém-desenvolvido é o primeiro a testar todas as três funções sensoriais e motoras ao mesmo tempo em uma interface neural-máquina em um braço prostético. A interface neural-máquina é capaz de se conectar com os nervos do membro do usuário e permite que os pacientes enviem impulsos nervosos do cérebro para o prótese. Eles também podem receber informações físicas do ambiente, que podem ser enviadas de volta ao cérebro através dos nervos.

O braço artificial tem feedback e controle bidirecionais, o que permite que os usuários realizem certas tarefas em igualdade com indivíduos não deficientes.

O Dr. Marasco lidera o Laboratório de Integração Biónica.

“Talvez o que mais nos tenha entusiasmado foi descobrir que eles tomaram decisões, calcularam e corrigiram erros como uma pessoa sem amputação”, disse o Dr. Marasco. “Com o novo membro biónico, as pessoas se comportaram como se tivessem uma mão natural. Normalmente, esses comportamentos cerebrais são muito diferentes entre pessoas com e sem próteses de membros superiores.”

Testando o Braço Biónico

O braço biónico foi testado em dois participantes do estudo com amputações de membros superiores. Os indivíduos haviam passado por reinnervação sensorial e motora direcionada anteriormente, que redireciona os nervos amputados para a pele e os músculos restantes para estabelecer uma interface neural-máquina.

Os pesquisadores agora devem expandir o trabalho, pois o tamanho do estudo foi muito pequeno.

Os participantes usaram o prótese avançado enquanto realizavam tarefas que refletiam comportamentos básicos, ou aqueles que exigem funcionalidade de mão e braço. Os pesquisadores então avaliaram o desempenho por meio de ferramentas de avaliação avançadas e descobriram que as estratégias cerebrais e comportamentais dos participantes mudaram. Eles estavam então em igualdade com as de um indivíduo sem amputação.

Os participantes puderam realizar comportamentos sem precisar observar o prótese e puderam corrigir erros de forma mais eficaz.

“Nos últimos dez ou vinte anos, os avanços em próteses ajudaram os usuários a alcançar melhor funcionalidade e gerenciar a vida diária por conta própria”, disse o Dr. Marasco. “Pela primeira vez, as pessoas com amputações de membros superiores agora podem novamente ‘pensar’ como uma pessoa sem deficiência, o que oferece novos níveis de reintegração sem esforço na vida diária.”