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quinta-feira, outubro 16, 2008

Interfaces Cérebro-Máquina


Esse negócio está avançando mais rápido do que eu pensava. Realmente transmitir os sinais por rádio é uma boa idéia. A questão é, imagino, a manutenção da prótese (deve haver fenômenos de rejeição). 

Fico imaginando se em vez de fazer a comunicação "neurônio do cortex motor" para "neurônio motor" (pulando o nervo danificado) não se poderia usar um neurônio motor pouco usado (um ligado à minha bochecha) para, via prótese, estimular uma via abaixo de uma lesão na coluna cervical. Ou seja, nada de eletrodo invasivo no cortex motor, mas sim em um neurônio motor do sistema periférico não afetado pela lesão. Me parece mais fácil de fazer os implantes, a manutenção, e se der algum pepino, pelo menos não é no cortex... E, é claro, o que seria treinado seriam os neurônios do cortex motor responsáveis pela ativação daquele neurônio periférico. 

PARIS (AFP) - Um único neurônio é tudo de que se precisa para restabelecer o movimento voluntário de músculos paralisados, informaram nesta quarta-feira médicos norte-americanos.

Em experiências que apontam para novos tratamentos para paralisias provocadas por ferimentos na coluna vertebral ou acidentes vasculares, macacos aprenderam em poucos minutos a dominar o poder de um único neurônio para ativar músculos imobilizados por drogas.

Há cerca de 100 bilhões de neurônios no cérebro humano, e o estudo sugere uma surpreendente flexibilidade no tipo de tarefas que podem desempenhar.

"Quase todos os neurônios que testamos podem ser utilizados pra controlar esse tipo de estímulo", declarou o autor e pesquisador da Universidade de Washington, Chet Moritz, em uma audioconferência com jornalistas.

Se um macaco pode fazer isso, um humano pode fazê-lo ainda melhor, indicou.

Os testes clínicos ainda levarão vários anos para comprovar isso, acrescentou Moritz.

Ferimentos na coluna vertebral provocam diferentes tipos de limitações motoras a centenas de milhares de pessoas por ano em todo o mundo, fazendo que os gestos mais simples -abrir uma porta, coçar-se, ou beber um copo de água- fiquem muito difíceis, até impossíveis.

Primeiro os cientistas conectaram eletrodos em neurônios individuais dentro do córtex motor do cérebro de um macaco e registraram a atividade elétrica.

Esses sinais foram enviados em tempo real para um computador, e de lá, por meio de um estimulador, para outro conjunto de eletrodos conectados diretamente a músculos do punho do macaco, que foram bloqueados de maneira artificial ao longo do canal neural normal.

Já que é necessário pouco poder de processamento, o computador tem o tamanho de um telefone celular e pode ser fixado ao corpo do animal.

Versões futuras serão sem fio e pequenas o bastante para que possam ser implantadas diretamente no corpo, indicou o pesquisador.

O macaco aprendeu um jogo de videogame simples, acertando alvos em uma tela com um aparelho controle remoto que manejou com uma só mão.

"Mas quando foi paralisado, a única maneira que tinha de mover seu punho era mudar a atividade de um neurônio individual em seu cérebro", explicou Moritz.

Em média, o macaco leva 10 minutos para "treinar" o novo neurônio o suficiente para que possa voltar a jogar.

"O cérebro pode aprender muito rápido a controlar novas células e a utilizá-las para gerar movimentos", disse o co-autor, Eberhard Fetz.

Este é também o primeiro estudo que prova que um neurônio pode controlar um músculo e possivelmente todo um grupo de músculos.

Eletrodos conectados a um lugar particular da coluna vertebral abaixo de um ferimento podem ativar 10 ou 15 músculos que já estão preparados para segurar uma xícara de café ou caminhar, disseram os pesquisadores.

E se um acidente vascular danificou o córtex motor, os pacientes poderão redirecionar outros neurônios que habitualmente não controlam músculos.

No entanto, restam vários obstáculos a serem superados antes que essas novas técnicas possam ser testadas em humanos, indicou.

Para evitar infecções, o sistema deve poder ser completamente implantado, para que os fios não passem através da pele. E os eletrodos deverão ser mais estáveis para que possam registrar a atividade de neurônios ao longo de anos, e não só semanas.

Um press release da Nature pode ser encontrado aqui.

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