quinta-feira, 26 de setembro de 2013

Homem controla perna biônica só com o cérebro

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Andrew A. Nelles for The Wall Street Journal

Num avanço que pode, futuramente, melhorar a mobilidade de milhares de pessoas amputadas, cientistas anunciaram que um homem de 32 anos conseguiu controlar os movimentos de uma perna artificial motorizada usando apenas seus pensamentos.

Ajudado por sensores que recebem impulsos dos nervos e músculos que antes levavam os sinais cerebrais para o joelho e o tornozelo, agora amputados, o paciente conseguiu subir e descer escadas e rampas, de uma forma bem parecida com a que fazia com a perna natural, seguindo as instruções vindas do cérebro. Um ponto importante: ele conseguiu flexionar o tornozelo da perna artificial, permitindo-lhe um andar quase normal, algo que não é possível com as próteses atuais.

"É [uma mudança da] água para o vinho" entre a perna biônica experimental e a prótese mecânica que ele usa todos os dias, disse Zac Vawter, engenheiro de software de Yelm, no Estado americano de Washington, que perdeu a perna direita num acidente de moto há quatro anos. "Para subir uma escada com a minha prótese normal, a minha perna boa tem que subir primeiro cada degrau", acrescentou. "Com esta, posso subir e descer colocando um pé depois do outro."

Os pesquisadores disseram que Vawter é a primeira pessoa a conseguir controlar uma prótese desse tipo apenas com seus sinais cerebrais. Os dispositivos atuais mais avançados que incluem joelho e tornozelo exigem apertar um botão de controle remoto, digamos, no início de um lance de escadas para balançar a perna e subir o degrau, disse Levi J. Hargrove, pesquisador do Centro de Medicina Biônica do Instituto de Reabilitação de Chicago.

Para Vawter, disse Hargrove, "é tudo intuitivo. Ele pode subir ou descer uma escada com passos normais".

Hargrove é o autor principal de um relatório sobre a nova tecnologia publicado ontem na internet pelo "New England Journal of Medicine".

Há mais de um milhão de americanos amputados hoje, incluindo cerca de 1.600 soldados que voltaram das guerras no Iraque e no Afeganistão nos últimos dez anos depois de perder pelo menos um braço ou uma perna.

O atual projeto recebeu uma doação de US$ 8 milhões do exército americano, como parte de um esforço mais amplo para atender os soldados com ferimentos que prejudicam a vida normal, disse o coronel John Scherer, chefe de pesquisas de medicina clínica e de reabilitação do Comando de Pesquisas e Materiais Médicos do exército, em Fort Detrick, no Estado americano de Maryland. A meta do projeto da perna biônica é permitir que os jovens soldados possam "participar da vida" e até mesmo voltar a servir na ativa.

Os pesquisadores chamam o dispositivo de "biônico" devido à sua capacidade de interagir de forma inteligente com um ser humano. Apesar das costumeiras associações da tecnologia "biônica" com a força sobre-humana, a prótese "não precisa necessariamente ser forte", disse Hargrove. "Ela precisa ser inteligente."

Hargrove e seus colegas desenvolveram o sistema eletrônico para o aparelho, incluindo um algoritmo de software que recebe sinais de elétrodos ligados à pele da perna residual e os converte em movimentos do joelho e do tornozelo da prótese. Os elétrodos recebem os sinais de músculos ligados aos nervos na perna residual, inclusive os nervos que levam sinais cerebrais para o tornozelo, que foram implantados cirurgicamente no tendão do jarrete de Vawter logo após o acidente.

"Quando Zac quer tentar se mover", explicou Hargrove, o cérebro envia sinais pela medula espinhal até os músculos que não foram danificados. "Temos elétrodos que estão 'ouvindo' esses sinais. O algoritmo então decodifica padrões" para descobrir o que ele está pensando, "convertendo os resultados em movimentos tais como esticar o joelho quando ele se senta, ou dobrar e estender o tornozelo.

Em experiências de laboratório envolvendo tipicamente de 700 a 1.000 passos, disse Hargrove, pequenos erros tais como arrastar o pé ocorreram em cerca de 2% dos passos com os sinais vindo do cérebro. Vawter não cometeu nenhum erro mais grave que pudesse resultar numa queda, disse ele.

A conquista "nos leva para mais perto do ponto onde teremos produtos comerciais robustos que utilizam sinais cerebrais da pessoa para permitir que ela caminhe", disse Daniel Ferris, professor da escola de cinesiologia e do departamento de engenharia biomédica da Universidade de Michigan, que não participou da pesquisa atual.

Vawter se considera um piloto de testes para o dispositivo. Para ele, uma desvantagem é que a perna não é própria para correr, o que ele pode fazer com sua prótese convencional. No entanto, depois de testar a perna no Instituto de Reabilitação dos laboratórios de Chicago e caminhar pela cidade, ele tem que voltar para casa sem ela.

"Nunca é bom deixar para trás uma coisa tão sofisticada", diz ele. "Estou ansioso para descobrir as melhorias que eles fizeram no software e ajudá-los a ampliar os limites do possível."

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