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Cientistas criam mais preciso cursor de computador controlado pela mente

Com exatidão até duas vezes maior do que as tecnologias existentes, novo modelo pode ajudar no desenvolvimento de próteses para pessoas paralisadas

Cursores de computador controlados pela mente já existem há um bom tempo, ajudando pessoas paralisadas a se comunicarem – nem sempre, porém, com precisão. Uma nova tecnologia, batizada de ReFITT, conseguiu duplicar a performance em experimentos, comparada a sistemas existentes. Num teste com macacos, os animais conseguiram enviar ordens por meio de mensagens neurais para movimentar o cursor de computador numa velocidade 75% a 85% da equivalente ao mesmo exercício realizado pelo primata com o braço. A nova técnica foi criada por uma equipe de cientistas da Universidade Stanford, nos Estados Unidos.

Pesquisas em tecnologias de próteses neurais tentam estabelecer uma conexão eficiente entre os sinais emitidos pelo sistema nervoso e então traduzi-los em comandos, que poderiam mover um membro robótico, por exemplo. Quando imagina mover uma perna, uma pessoa paraplégica emite os mesmos impulsos nervosos do que uma pessoa sem a lesão. Acontece que uma interrupção no canal de transmissão, que pode ser causado por um dano na medula espinhal, impede que os sinais cheguem ao seu destino.

Os neurocientistas têm tentado produzir implantes no cérebro que consigam codificar as mensagens dos neurônios. O problema é que essa tecnologia tem esbarrado em falta de precisão: “as próteses neurais existentes são consideravelmente mais lentas e têm menos controle de precisão”, escrevem os pesquisadores de Stanford no artigo publicado na revista Nature Neuroscience.

No vídeo abaixo, os cientistas comparam o desempenho do ReFITT com outra técnica:

http:http://www.youtube.com/embed/tquQic7PcYA

Experimento – O novo sistema utiliza um chip que memoriza “ações potenciais” e as envia a um computador. A frequência com que cada ação potencial é emitida faz com que o computador estabeleça padrões sobre os movimentos desejados pelo cérebro.

O diferencial do ReFITT é sua capacidade de reajustar a direção do cursor durante o movimento, o que melhorou o desempenho de pará-lo sobre o ponto desejado na tela. Os modelos anteriores costumam realizar movimentos muito aquém do desejado, fazendo com que o primata só conseguisse colocar o cursor sobre o alvo após múltiplas tentativas.

No momento, de acordo com um dos autores, Vikash Gilja, a pesquisa visa a melhorar os movimentos do cursor em vez de tentar criar membros robóticos. Mas isso não está fora de questão. “Nós esperamos desenvolver uma interface eficiente de computador para indivíduos tetraplégicos utilizando os métodos descritos neste trabalho. Embora não tenhamos realizados experimentos no nosso laboratório com outras tecnologias (como membros robóticos), nós acreditamos que o método descrito possa ser aplicado nestes outros equipamentos”, afirmou Glija ao site de VEJA.

Comentando os resultados, James Gnadt, pesquisador no National Institute of Neurogical Disorders and Stroke, do Instituto Nacional de Saúde (EUA), disse ao site da universidade que o estudo “é um grande passo na busca por uma tecnologia de máquina controlada pelo cérebro que possa ser aplicada clinicamente e que possa gerar movimentos mais rápidos, suaves e naturais.”

“Nós acreditamos que o método descrito possa ser aplicado em membros robóticos”

Vikash Gilja

Pesquisador no Neural Prosthetics Translational Laboratory, na Universidade de Stanford

Na sua opinião, qual a maior contribuição que o estudo pode trazer?

Neste estudo, em um modelo animal, demonstramos um aumento significativo do desempenho no controle neural de cursores (de computador). Além do mais, este sistema tem potencial para durar anos (os sistemas anteriores perdem a precisão em pouco tempo, como se o cérebro desenvolvesse uma resistência natural). Ambos os resultados são importantes para a tradução clínica de aparelhos de prótese neural.

Qual o objetivo final da pesquisa?

Nós esperamos desenvolver uma interface eficiente de computador para indivíduos tetraplégicos utilizando os métodos descritos neste trabalho. Embora não tenhamos realizado experimentos no nosso laboratório com outras tecnologias (como membros robóticos), nós acreditamos que o método descrito possa ser aplicado nestes outros equipamentos.

Qual o maior desafio hoje ao desenvolvimento de uma tecnologia clinicamente aplicável que um dia possa auxiliar pessoas com redução de movimentos?

Este estudo foca em dois desafios para a aplicação clínica: performance e estabilidade. A performance se refere ao desempenho do sistema. Por exemplo, o quão rápido e preciso os cursores controlados pela mente conseguem atingir seus alvos. A estabilidade, por sua vez, se refere à consistência da performance, a curto (minutos a horas) e a longo (dias a anos) prazo. Os algoritmos desenvolvidos neste estudo resultam de um grande aumento na performance e os dados obtidos indicam um potencial de estabilidade.

Quando essa tecnologia de próteses neurais será uma realidade clinicamente aplicável?

Esperamos transferir a pesquisa com animais, descrita nesta publicação, para um experimento clínico. O BrainGate2 (projeto que prevê a criação de próteses controladas pela mente) é um experimento clínico de fase 1 na FDA. Se a fase 1 nos der evidências de segurança, uma segunda etapa então determinaria a eficácia da técnica.