Cientistas induzem homem a sentir tato e movimento em braço paralisado

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Publicado em Medical Xpress
Traduzido por Caio Cavalcante

Pela primeira vez, cientistas do Instituto de Tecnologia da Califórnia (Caltech) induziram sensações naturais no braço de um homem paralisado, estimulando uma certa região do cérebro com um pequeno conjunto de eletrodos. O paciente apresenta lesão medular e, além de não conseguir mover os membros, também não consegue senti-los. O trabalho pode um dia permitir que pessoas paralisadas que usam próteses sintam o feedback físico por meio de sensores colocados nesses dispositivos. A pesquisa foi realizada no laboratório de Richard A. Andersen. Um artigo descrevendo o trabalho aparece na edição de 10 de abril da revista científica eLife.

O córtex somatossensorial é uma faixa do cérebro que rege as sensações corporais, tanto as sensações proprioceptivas (sensações de movimento ou a posição do corpo no espaço) quanto as sensações cutâneas (aquelas de pressão, vibração, tato e afins). Antes do novo trabalho, os implantes neurais visando áreas cerebrais semelhantes produziam predominantemente sensações como formigamento ou zumbido na mão. O implante do laboratório de Andersen é capaz de produzir uma sensação muito mais natural por meio de estimulação intracortical, semelhante às sensações experimentadas pelo paciente antes de sua lesão.

O paciente ficou paralisado dos ombros três anos atrás após uma lesão na medula espinhal. Dois conjuntos de eletrodos minúsculos foram cirurgicamente inseridos em seu córtex somatossensorial. Usando os eletrodos, os pesquisadores estimularam os neurônios da região com pulsos muito pequenos de eletricidade. O participante relatou sentir diferentes sensações naturais – como apertar, tocar, um movimento para cima e vários outros – que variam em tipo, intensidade e localização, dependendo da frequência, amplitude e localização da estimulação dos eletrodos. É a primeira vez que tais sensações naturais são induzidas por estimulação neural intracortical.

“Foi muito interessante”, disse o participante do estudo sobre as sensações. “Foram muitas beliscadas, apertos, movimentos, coisas assim. Espero que isso ajude alguém no futuro.”

Embora os diferentes tipos de estímulos realmente induziram sensações variadas, os códigos neurais que regem sensações físicas específicas ainda não são claros. Em trabalhos futuros, os pesquisadores esperam determinar maneiras precisas de colocar os eletrodos e estimular áreas cerebrais somatossensoriais, a fim de induzir sentimentos específicos e criar uma espécie de dicionário de estímulos e suas sensações correspondentes.

O próximo grande passo, segundo Andersen, é integrar a tecnologia às próteses neurais existentes. Em 2015, o laboratório de Andersen desenvolveu interfaces cérebro-máquina (IMCs) para conectar um braço protético robótico a eletrodos implantados na região do cérebro que governa as intenções. Dessa forma, um homem paralítico pôde utilizar um braço protético para estender a mão, pegar uma xícara e levá-la à boca para tomar uma bebida. Conectar o dispositivo com o córtex somatossensorial criaria IMCs bidirecionais que permitiriam que uma pessoa paralisada sentisse novamente, enquanto usa membros protéticos.

“Atualmente, o único feedback disponível para próteses neurais é visual, o que significa que os participantes podem assistir a operação de membros robóticos controlada pelo cérebro para fazer correções”, diz Andersen.

“No entanto, uma vez que um objeto é pego, é essencial também ter informações somatossensoriais para manipular habilmente o objeto. As sensações somatossensitivas induzidas por estimulação têm a vantagem potencial de produzir um sentido de incorporação; por exemplo, um participante pode sentir com o tempo que o membro robótico é uma parte do corpo deles “.

O estudo se chama “Proprioceptive and Cutaneous Sensations in Humans Elicited by Intracortical Microstimulation“.

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