Cientistas desenvolvem prótese robótica para a perna controlada pelo cérebro

Inovação

Sensores na prótese captam os impulsos nervosos enviados para a parte do membro que foi amputada e os utilizam para realizar os movimentos

Perna robótica: dispositivo capta impulsos nervosos enviados pelo cérebro para o membro e realiza o movimento mais parecido possível (Reprodução)

Pesquisadores americanos estão testando uma nova prótese robótica para a perna. O dispositivo capta os impulsos cerebrais relacionados ao movimento do membro que foi amputado e os utiliza para movimentar o joelho e o tornozelo mecânicos, provocando um movimento mais natural. A "leitura" dos impulsos é feita por sensores que ficam na perna do usuário, recebendo as informações enviadas aos nervos responsáveis pela movimentação da região.

CONHEÇA A PESQUISA

Título original: Robotic Leg Control with EMG Decoding in an Amputee with Nerve Transfers

Onde foi divulgada: periódico New England Journal of Medicine

Quem fez: Levi J. Hargrove, Ann M. Simon, Aaron J. Young, Robert D. Lipschutz, Suzanne B. Finucane, Douglas G. Smith e Todd A. Kuiken

Instituição: Instituto de Reabilitação de Chicago, nos EUA, e outras

Resultado: Os pesquisadores desenvolveram uma prótese robótica da perna que capta estímulos cerebrais enviados ao membro para controlar os movimentos do joelho e do tornozelo

O primeiro paciente a testar o dispositivo é um homem de 31 anos que teve a perna amputada acima do joelho, após um acidente de motocicleta em 2009. Com a perna robótica, ele consegue andar e subir e descer escadas e rampas, sem precisar de nenhum tipo de controle.
O que permite que a perna se movimente de acordo com a vontade do usuário são os impulsos que o cérebro envia para controlar o membro – mesmo após a amputação. Os nervos que se ligavam à parte inferior da perna, que foi amputada, foram redirecionados para músculos saudáveis da coxa, em um processo denominado reinervação muscular dirigida. Assim, os sinais que o cérebro enviaria para o tornozelo, por exemplo, não se perdem. Por meio de eletromiografia, uma técnica que capta os impulsos elétricos dos músculos, a perna robótica recebe os sinais enviados pelo cérebro e realiza o movimento próximo do que a perna real executaria.
O estudo, liderado por Levi Hargrove, do Instituto de Reabilitação de Chicago, nos Estados Unidos, foi publicado na semana passada, no periódico New England Journal of Medicine. Os pesquisadores divulgaram ainda um vídeo, em que o paciente aparece utilizando a prótese. “Até onde temos conhecimento, esta é a primeira vez que sinais neurais foram usados para controlar uma prótese de joelho e tornozelo motorizada”, afirma o pesquisador.
Braços e pernas – Um sistema parecido tem sido utilizado em braços robóticos, mas no caso dos membros inferiores, o desafio é maior. Segundo Hargrove, a principal diferença é que pessoas que usam uma prótese robótica no braço não correm o risco de cair caso os sinais sejam lidos de forma incorreta. “A prótese para a perna precisa ser capaz de sustentar o peso da pessoa e gerar força suficiente para fazê-la subir escadas”, diz o pesquisador.
A prótese ainda apresenta algumas limitações. Os pesquisadores pretendem reduzir seu peso – que atualmente é de cerca de quatro quilos e meio – diminuir o barulho que ela faz e aumentar a duração da bateria, além de reduzir a taxa de erros de movimento.
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Exoesqueleto – Uma iniciativa parecida está sendo desenvolvida pelo neurocientista brasileiro Miguel Nicolelis, que atualmente é diretor do laboratório de neuroengenharia da Universidade Duke, nos Estados Unidos.
Há cerca de dois anos, ele anunciou que pretendia fazer um paciente tetraplégico dar o pontapé inicial do jogo inaugural da Copa do Mundo no Brasil, em 2014. Os primeiros testes com o dispositivo que tornará isso possível estão previstos para começar ainda este ano, com pacientes da AACD, no Brasil.
O protótipo criado por Nicolelis é um exoesqueleto, uma veste robótica controlada por pensamento. Porém, diferentemente do caso americano, em que a prótese capta os impulsos nervosos que chegam aos membros, os pacientes vão usar, na fase de testes, um capacete com sensores que captam a atividade cerebral. Além disso, um dos grandes diferenciais do exoesqueleto é o "feedback tátil": o paciente que usa a veste robótica pode sentir o chão e o peso do corpo ao pisar, o que facilita a locomoção.