Tato artificial mais avançado usa mão biônica controlada pelo cérebro

Ilustração de um indivíduo paralisado com lesão na medula espinhal, com eletrodos intracorticais implantados no cérebro.
[Imagem: Chalmers University of Technology/Boid/David Ljungberg]

Tato artificial

Pela primeira vez, estamos próximos de restabelecer um sentido complexo do tato para indivíduos que vivem com lesões na medula espinhal.

Os pesquisadores descobriram um método único para codificar sensações naturais de toque da mão por meio de padrões específicos de microestimulação em eletrodos implantáveis no cérebro. Isso permite que indivíduos com lesões na medula espinhal não apenas controlem um braço biônico com seu cérebro, mas também sintam bordas táteis, formas, curvaturas e movimentos, o que até agora não era possível.

Nas pessoas com uma lesão na medula espinhal, os sinais elétricos vindos da mão para o cérebro para transmitir as sensações táteis ficam bloqueados pela lesão, o que significa que o sentido do tato é perdido. A maioria dos implantes neurais consegue ler esses sinais, mas interpretá-los para saber o que cada um significa é um desafio que ainda estava por ser vencido.

"Neste trabalho, pela primeira vez a pesquisa foi além de tudo o que já foi feito antes no campo das interfaces cérebro-computador (ICC) - transmitimos sensações táteis relacionadas à orientação, curvatura, movimento e formas 3D para um participante usando um membro biônico controlado pelo cérebro. Estamos em outro nível de toque artificial agora. Acreditamos que essa riqueza é crucial para atingir o nível de destreza, manipulação e uma experiência tátil altamente dimensional típica da mão humana," disse o Dr. Giacomo Valle, da Universidade de Tecnologia Chalmers (Suécia).

Já existem mãos biônicas, mas elas não são percebidas pelo usuário como parte do corpo, uma vez que a prótese não tem como prover um feedback sensorial, como uma mão biológica faz. Um membro biônico controlado pelos sinais cerebrais do usuário pode trazer de volta alguma funcionalidade e independência para alguém com uma mão paralisada, mas sem o sentido do tato é muito difícil levantar, segurar e manipular objetos.

Prover esse feedback abre caminho para gerar sensações de toque complexas por meio da estimulação cerebral, além de permitir o uso de um membro biônico extracorpóreo, que pode ficar preso a uma cadeira ou cadeira de rodas.

Decifrar os sinais é um avanço histórico, mas agora será necessário melhorar o hardware.
[Imagem: Giacomo Valle et al. - 10.1126/science.adq5978]

Membro biônico controlado pelo cérebro

O objetivo da equipe era melhorar a usabilidade de um membro biônico extracorpóreo, montado em uma cadeira de rodas ou equipamento semelhante próximo ao usuário.

Dois participantes receberam implantes cerebrais crônicos nas regiões sensoriais e motoras do cérebro que representam o braço e a mão. Isso permitiu registrar e decodificar todos os diferentes padrões de atividade elétrica que ocorreram no cérebro relacionados à intenção motora do braço e da mão. Decodificar e decifrar sinais cerebrais com esta tecnologia é único e permitiu que os participantes controlassem diretamente um braço e uma mão biônicos com o cérebro para interagir com o ambiente.

"Descobrimos uma maneira de digitar essas 'mensagens táteis' por meio de microestimulação usando os pequenos eletrodos no cérebro e descobrimos uma maneira única de codificar sensações complexas. Isso permitiu um feedback sensorial e uma experiência mais vívidos ao usar uma mão biônica," disse Valle.

Este é apenas o primeiro passo para que pacientes com lesões na medula espinhal consigam sentir esse nível de toque complexo. Para capturar todas as características do toque que os pesquisadores agora conseguem codificar e transmitir ao usuário, será necessário fabricar sensores mais complexos e uma tecnologia robótica mais avançada, como uma pele protética. A tecnologia implantável também precisará avançar para aumentar o repertório de sensações. Ou seja, o software já está pronto; agora é preciso fabricar um hardware à sua altura.