Dois macacos aprenderam a controlar movimentos de ambos os braços de um corpo virtual usando apenas a atividade elétrica do cérebro. A descoberta foi publicada hoje (6) na revista Science Translational e faz parte de estudo conduzido pelo laboratório do pesquisador brasileiro Miguel Nicolelis.
Para permitir que os macacos controlassem dois braços virtuais, os neurocientistas registraram simultaneamente a atividade elétrica de quase 500 neurônios, distribuídos por diversas áreas do cérebro de cada um dos animais. Essa amostragem representa o maior número de neurônios registrados e descritos na literatura até o momento, segundo o laboratório.
De acordo com a equipe do pesquisador, a descoberta representa “um avanço considerável nos esforços de se desenvolver neuropróteses que possam restabelecer movimentos bimanuais em pacientes portadores de graus devastadores de paralisia”. Os movimentos bimanuais são imprescindíveis em ações do cotidiano, como digitar em um teclado ou abrir uma lata.
O estudo, conhecido como interfaces cérebro-máquina, foi iniciado pelo Centro de Neuroengenharia da Universidade Duke, nos Estados Unidos, no início dos anos 2000. No entanto, até agora todas as aplicações de interfaces cérebro-máquina envolviam o controle de apenas um braço artificial.
De acordo com o autor do estudo, Miguel Nicolelis, futuras aplicações das interfaces cérebro-máquina criadas para restaurar a mobilidade de pacientes paralisados terão que incorporar o controle de múltiplos membros – superiores e inferiores – para realmente beneficiar a população.
No estudo, a equipe investiga como registros da atividade elétrica de neurônios podem servir como fonte de sinais para o controle de movimentos em um corpo virtual. Os macacos foram treinados em um ambiente de realidade virtual no qual eles podiam visualizar em uma tela de computador colocada à sua frente, braços e mãos virtuais, de um “avatar” de macaco. Durante o treinamento, os animais foram encorajados a colocar as mãos virtuais dentro de alvos específicos que apareciam na tela para a execução de uma tarefa bimanual.
Na primeira etapa da pesquisa, os macacos utilizaram dois joysticks para controlar os movimentos dos braços e das mãos virtuais. Em seguida, os animais aprenderam a usar apenas a atividade elétrica dos cérebros para moverem os membros virtuais sem que para isso precisassem mover os seus próprios braços. À medida que os animais melhoravam o controle mental dos movimentos dos braços virtuais, os cientistas observaram um alto grau de plasticidade cerebral em múltiplas áreas do cérebro desses animais.
Os resultados sugerem que os cérebros dos animais incorporaram os braços virtuais do “avatar” como uma extensão do corpo.
Os resultados do estudo têm sido incorporados no projeto Andar de Novo, uma colaboração internacional que vai construir o primeiro exoesqueleto robótico de corpo inteiro controlado por uma interface cérebro-máquina. A promessa dos pesquisadores é fazer com que um cidadão brasileiro paraplégico levante-se de uma cadeira de rodas para dar 25 passos e inaugurar com um pontapé a Copa do Mundo de Futebol, no dia 12 de junho de 2014. O cientista já apresentou a simulação do chute inicial em uma rede social.
O projeto Andar de Novo é apoiado pela Agência Brasileira de Inovação, antiga Finep, com cerca de R$ 33 milhões em recursos não reembolsáveis, que estão sendo liberados em etapas. A última parcela está prevista para o começo de 2014.
As pesquisas são feitas no Instituto Internacional de Neurociência de Natal Edmond e Lily Safra, localizado em Macaíba, na periferia de Natal, e na Universidade de Duke, onde Nicolelis é pesquisador.
Detalhes da pesquisa sobre a interface Cérebro-Máquina e Interface Cérebro-Cérebro, foram tema de recente reportagem da INOVAÇÃO!Brasileiros (Leia aqui).
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