Resultados na revista Nature

Tetraplégicos apanham objectos com braços robóticos movidos pelo cérebro

A doente  S3 a tomar café
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A doente S3 a tomar café braingate2.org
O implante utilizado no cérebro dos doentes
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O implante utilizado no cérebro dos doentes Braingate2.org

Dia 12 de Abril de 2011. Uma mulher de 58 anos está em casa, sentada à mesa. Pega num cantil com café, levanta-o e bebe com uma palhinha. Torna a pôr o cantil em cima da mesa. Sorri com evidente alegria perante o que acabou de fazer e toda a gente à sua volta aplaude. A celebração justifica-se plenamente: é que desde 1996, quando foi vítima de um AVC que a deixou tetraplégica, ela nunca tinha tomado um café sem ajuda.

O que fez a S3 (nome fictício) naquele dia de tão extraordinário? Imaginou que estava a mexer o seu próprio braço e que, com a sua própria mão, segurava no cantil e o levava à boca. E, ao imaginar isso, fez com que um braço robotizado — ao qual ela estava literalmente ligada através de um chip microelectrónico implantado no seu cérebro — executasse os gestos que ela comandava. Essa sua intenção motora (ou, dito de outra maneira, os impulsos eléctricos disparados intencionalmente pelos seus neurónios) fora transmitida pelo implante a um programa de computador capaz de os transformar em movimentos adequados do braço artificial. Esta e outras façanhas de S3 — e as de um segundo doente de 66 anos, tetraplégico desde 2006 e designado T2, são descritas na edição desta quinta-feira da revista Nature.

“Ainda temos muito trabalho pela frente, mas os avanços animadores destas investigações são demonstrados não só pelo sucesso [da experiência], mas ainda mais pelo sorriso de S3 quando conseguiu tomar um café sozinha pela primeira vez em quase 15 anos”, diz Leigh Hochberg, da Universidade Brown e um dos principais autores do trabalho.

A equipa de Hochberg e de John Donoghue, também da Universidade Brown, e que integra ainda cientistas de Harvard, dos departamentos norte-americanos dos Assuntos dos Veteranos e da Defesa, da agência aeroespacial alemã DLR e da empresa norte-americana DEKA, está actualmente a realizar um ensaio-piloto em seres humanos do seu dispositivo neuronal implantável, baptizado BrainGate. Trata-se de um quadradinho de silício, do tamanho de um pequeno comprimido, com 96 finíssimos eléctrodos à superfície que são capazes de registar a actividade de pequenos grupos de neurónios.

Tarefas muito complexas

S3 e T2 são os dois primeiros participantes nesta fase do ensaio, que continua em curso e a recrutar voluntários. Ambos sofreram um AVC do tronco cerebral, ficando incapazes de mexer as extremidades ou de falar. S3 entrou no projecto nas suas fases mais preliminares e é portadora de um implante há mais de cinco anos, com os eléctrodos alojados a uns milímetros de profundidade no córtex motor, a região do cérebro que controla os gestos voluntários.

Dois braços artificiais foram testados nestas experiências. Um deles, o da DEKA, foi concebido para servir de prótese a veteranos de guerra amputados na sequência de ferimentos. Ou outro, da DLR, não é uma prótese, mas antes um “dispositivo de assistência”, e é mais pesado.

Ambos os doentes treinaram vários dias a apanhar bolas de espuma com ambos os braços artificiais — e a seguir, S3 tentou, com sucesso, a experiência do café. Estas duas tarefas são “as mais complexas jamais realizadas” com uma interface cérebro-computador, explica um comunicado dos Institutos Nacionais de Saúde dos EUA, um dos financiadores do projecto. Até aqui, doentes tetraplégicos com implantes cerebrais já tinham conseguido deslocar um cursor num ecrã de computador e, em 2008, macacos não paralisados também tinham conseguido mexer um braço artificial com o “poder da mente”. Mas nunca um ser humano doente tinha executado deslocações em três dimensões tão próximas de gestos da vida quotidiana. Como resume num comentário na Nature Andrew Jackson, da Universidade de Newcastle, Reino Unido, os participantes conseguiram tocar nas bolas de espuma em 45 a 96 % das tentativas e apanhá-las em dois terços das vezes em que lhes conseguiram tocar. Um dos aspectos mais “notáveis”, salienta, é o BrainGate de S3 ter funcionado correctamente cinco anos após ter sido implantado.

Quanto à experiência de S3 com o café, foi bem sucedida quatro vezes num total de seis tentativas com o braço mais pesado e mais difícil de manipular com precisão. E o que é particularmente promissor para o futuro desta abordagem neurocibernética é o facto de o córtex motor de S3 ter conseguido funcionar após ter estado “desligado” durante 15 anos, como salienta Hochberg.

O derradeiro objectivo do BrainGate, ainda muito longe da aplicação prática (foi preciso calibrar os sistemas durante meia hora antes de cada treino), é conseguir um dia ligar o cérebro às extremidades dos doentes via uma ligação sem fios, de forma a traduzir a sua actividade cerebral em estímulos eléctricos que façam mexer os músculos paralisados.