Incrível: Implante cerebral sem fio permite que primatas paralisados voltem a andar

Em um estudo publicado recentemente pela revista Nature, uma equipe de cientistas da Suíça e Alemanha relatou ter usado um implante cerebral sem fio (wireless) para contornar as lesões da medula espinhal de macacos rhesus, dando-lhes a capacidade de andar novamente no processo.

O sistema transmite sinais decodificados do cérebro para estimular os músculos responsáveis pelo movimento das pernas. Esta foi a primeira vez que uma prótese neural conseguiu restaurar a locomoção de um primata, segundo informações da Science Alert.

Até o momento, a interface cérebro-espinhal só foi testada em macacos, mas a equipe responsável garante que um dia a tecnologia poderia ajudar humanos paralisados em razão de lesões na medula espinhal. De acordo com engenheiro David Borton, da Universidade Brown, nos EUA, o sistema utiliza sinais gravados a partir do córtex motor para desencadear a estimulação elétrica coordenada dos nervos da coluna vertebral, responsáveis pela locomoção. “Com o sistema ligado, os animais do estudo tiveram uma locomoção quase normal”.

Para cada passo que damos, sinais elétricos originados pelo córtex motor são enviados para a região lombar da medula espinhal inferior. Lá, eles ativam os neurônios motores que coordenam os movimentos dos músculos das pernas que são necessários para caminhar. Diferente disso, em pessoas com lesões na coluna superior, essa comunicação é cortada, o que significa que os sinais não podem mais coordenar os movimentos das pernas.

O sistema criado pelos pesquisadores se baseia em uma tecnologia de sensor chamada BrainGate, que funciona via matriz de eletrodos, do tamanho de uma pílula, implantada no cérebro para capturar sinais cerebrais gerados pelo córtex motor, sem o uso de fios. Um sensor é responsável por transmitir os sinais para o computador, que os decodifica antes de enviá-los (sem fios) para um estimulador elétrico implantado na lombar, abaixo da área de lesão. A estimulação, então, sinaliza para os nervos espinhais que ativem os músculos das pernas.

Para calibrar o sistema, foram implantadas interfaces neurais em macacos saudáveis, a fim de que pudessem capturar sinais que correspondessem aos movimentos normais das pernas. Depois, os implantes foram testados em dois animais com paralisia temporária, causadas por uma lesão na medula espinhal na coluna torácica. Com a interface e receptor ativados, os animais espontaneamente começaram a mover as pernas e caminhar em uma esteira com movimentos quase normais.

De acordo com os pesquisadores, os sistemas de detecção com fio podem restringir a liberdade de movimento. “Fazer isso sem a ajuda de fios nos permite mapear a atividade neural em contextos normais e durante o comportamento neural”, explicou Borton. “Se nós verdadeiramente focarmos nas neuropróteses, elas um dia poderão ser melhoradas para ajudar pacientes humanos durante atividades da vida diária”.  

No entanto, equipe indicou que ainda há uma série de limitações com o sistema. A interface, por exemplo, ainda requer um computador capaz de decodificar os sinais que são enviados do cérebro para perna. Ainda, para que possamos andar normalmente, nossas pernas e pés também enviam de volta informações sensoriais para o cérebro, que ajudam em fatores sobre equilíbrio, ritmo e coordenação – o que claramente representa um novo desafio.

Apesar de só ter sido testado para a restauração temporária de movimentos em animais, o sistema também poderá ser usado como uma ferramenta de reabilitação, para que as pessoas paralíticas reaprendam a andar.

“A ideia aqui é que, ao engatar o cérebro e a medula espinhal em conjunto, podemos ser capazes de aumentar o crescimento dos circuitos durante a reabilitação”, explicou. “Esse é um dos principais objetivos deste trabalho e um objetivo deste campo em geral”.

[ Science Alert ] [ Fotos: Divulgação/ Brown University ]