Nanotecnologia aciona nervos e move membros paralisados

O experimento marca o início de uma técnica que, no futuro, vai permitir que pacientes paralisados recuperem a capacidade de controlar seus músculos, sentar e até andar.
[Imagem: Spiros Kalomiris/SPL]

Controlando os nervos

Cientistas da Universidade Case Western, nos Estados Unidos, conseguiram controlar os músculos de um paciente com paralisia total, em estado inconsciente, enviando pulsos de eletricidade diretamente para seus nervos.

Matthew Schiefer e seus colegas conseguiram um nível de precisão sem precedentes ao atuar diretamente sobre as células dos nervos, sem precisar atuar diretamente no cérebro.

Lesão na espinha

O experimento pode marcar o início de uma técnica que, no futuro, poderá permitir que pacientes paralisados, mesmo os tetraplégicos, recuperem a capacidade de controlar seus músculos, podendo sentar-se na cama ou até mesmo voltar a andar.

Quando uma lesão na espinha quebra a conexão que traz os comandos de movimentação do cérebro, através dos nervos, até os músculos, os nervos situados depois do ferimento ficam inertes, como fios elétricos sem energia.

O que os cientistas estão fazendo é conectar minúsculos fios diretamente a esses nervos desenergizados, permitindo o envio de comandos de forma artificial para movimentar os músculos.

Fios conectados aos nervos

O desenvolvimento da nanotecnologia está permitindo a fabricação de fios cada vez mais finos e sua conexão de forma precisa, permitindo selecionar músculos individuais para serem ativados através de comandos artificiais gerados por computador.

Nesta pesquisa, os cientistas demonstraram a possibilidade de controle preciso dos quatro músculos necessários para que uma pessoa possa ficar de pé, o que por si só seria um avanço sem precedentes para um paciente hoje totalmente paralisado sobre uma cama.

Eletrodos planos

O segredo do sucesso do experimento é um novo tipo de eletrodo, chamado FINE () Flat Interface Nerve Electrode - eletrodo plano de interface com os nervos, em tradução livre.

Esses novos eletrodos permitem uma melhor conexão com as fibras nervosas ao comprimi-las, sem qualquer dano ao nervo, evitando o mal contato típico das conexões entre equipamentos eletrônicos e tecidos biológicos.

Até agora havia duas abordagens para conectar os eletrodos aos nervos. A primeira utiliza minúsculas agulhas que perfuram os nervos. Esta técnica garante uma boa conexão, mas danifica os nervos.

A segunda técnica consiste em um anel que prende as fibras nervosas. Apesar de não danificar os nervos, o anel atinge apenas as fibras nervosas que entram em contato com ele. Ao não alcançar as fibras internas, a conexão é ruim.

Os eletrodos planos apresentaram o melhor resultado, não danificando os nervos e, ao comprimir os nervos, transformando-os em uma espécie de fita, consegue conexão com um grande número de fibras nervosas, obtendo uma conexão ainda melhor do que as as nanoagulhas.

Andar artificial

Em um outro conjunto de experiências, os eletrodos foram implantados temporariamente sobre os nervos de sete pacientes submetidos a uma cirurgia de rotina na coxa.

Pulsos elétricos com apenas 250 microssegundos de duração foram utilizados para ativar os músculos que estendem o joelho e flexionam a articulação do quadril quando uma pessoa se levanta. Cada músculo foi ativado de forma seletiva e independente.

Os pulsos não foram suficientes para dobrar as articulações, mas os resultados sugerem que pulsos mais longos deverão estimular os músculos para fornecer força suficiente para suportar o peso do corpo.

Teste clínico

Agora os cientistas estão solicitando autorização às autoridades de saúde para fazer um teste em larga escala da nova técnica, envolvendo um maior número de pacientes e objetivando o controle muscular mais preciso.

Os resultados desses experimentos promissores foram publicados no último exemplar do Journal of Neural Engineering.