Prótese pode ser controlada, pela primeira vez, com a mente

Júlia Moita*

Pela primeira vez, uma perna protética pode ser controlada com a mente. Um grupo de pesquisadores do Massachusetts Institute of Technology (MIT) e do Brigham and Women’s Hospital está por trás da tecnologia, que permite, por meio de sensores e controladores robóticos, que amputados tenham maior liberdade de movimentos e qualidade de vida. Os novos benefícios são alcançados a partir de um novo tipo de intervenção cirúrgica e do uso de interface neuroprotética.

A equipe de pesquisadores mostrou que é possível conseguir uma marcha suave e natural em pacientes submetidos a amputação. Utilizando uma nova técnica cirúrgica, as conexões naturais das pernas são preservadas, o que aumenta significativamente a capacidade do indivíduo de sentir a prótese como uma parte natural do corpo.

Num comunicado de imprensa, Hugh Herr, professor de artes e ciências mediáticas e autor sénior do novo estudo, avaliou que, até agora, “ninguém foi capaz de demonstrar este nível de controlo cerebral que produz uma marcha natural, na qual o sistema nervoso humano é controlando o movimento, não um algoritmo de controle robótico. Este é o primeiro estudo protético da história que mostra uma perna protética sob modulação neural completa, onde emerge uma marcha biomimética.”

Para tentar ajudar as pessoas a alcançarem uma marcha natural sob total controle do sistema nervoso, Herr e seus colegas começaram a desenvolver a cirurgia de IAM há vários anos. Em vez de cortar as interações musculares agonista-antagonista naturais, a técnica envolve reconectar as duas extremidades dos músculos para que eles ainda se comuniquem dinamicamente entre si dentro do membro residual. A cirurgia pode ser realizada durante uma amputação primária ou os músculos podem ser reconectados após a amputação inicial como parte de um procedimento de revisão.

Inovação

Publicado recentemente na revista Medicina da Naturezaa pesquisa se destacou por trazer resultados inovadores. Para tanto, os sete pacientes participantes do estudo foram submetidos a procedimento cirúrgico que reconecta a musculatura do membro residual, neste caso, abaixo do joelho. A técnica permite que o indivíduo comece a receber feedback “proprioceptivo” sobre onde seu membro protético está no espaço.

Após a intervenção cirúrgica, denominada interface mioneural agonista-antagonista (IAM), todos os sujeitos usaram o mesmo tipo de membro biônico: uma prótese com tornozelo motorizado, além de eletrodos que podem detectar sinais eletromiográficos (EMG) do tibial anterior e gastrocnêmio. Esses sinais são transmitidos a um controlador robótico, que ajuda o protético a calcular quanto dobrar o tornozelo, quanto torque aplicar ou quanta potência fornecer. Segundo o estudo, após a intervenção, o Os pacientes conseguiram andar mais rápido, evitar obstáculos e subir escadas. Os pacientes também sentiram menos dor e menos atrofia muscular após a cirurgia.

Para o CorrespondênciaHyungeun Song, pós-doutorado no MIT Media Lab e autor principal do artigo, detalha como funciona. “A perna mecânica recebe sinais neurais do usuário e decodifica as intenções do usuário para as posições e força desejadas da perna saída. Então, motores elétricos na perna mecânica realizam essas posições e forçam, permitindo que as pessoas andem de acordo com suas intenções”, disse. “Uma das principais descobertas aqui é que um pequeno aumento no feedback neural de seu membro amputado pode restaurar a controlabilidade neural biônica significativa, a um ponto em que você pode permitir que as pessoas controlem mentalmente a velocidade de caminhada, se adaptem a diferentes terrenos e evitem obstáculos.”

Estratégia

Roberto Alves, cirurgião vascular da Clínica do Diabético, reconhece que a grande vantagem da técnica IAM é facilitar o uso da prótese. “O Após o procedimento, o paciente conta com circuitos neurais capazes de serem estimulados pelo próprio aparelho protético. A técnica é boa, sempre foi recomendada e agora ganha destaque devido aos novos aparelhos”, destacou.

“No que diz respeito ao controle da marcha, é importante levar em consideração a idade do paciente, o nível de amputação e se há doenças concomitantes. A partir daí passamos para as variantes protéticas, existem várias no mercado, com preços e tecnologias diferentes. A tendência é facilitar a marcha do paciente utilizando os circuitos musculares preservados juntamente com o dispositivo adaptado.”

Palavra de especialista

“Por mais que as próteses tenham evoluído, elas ainda apresentam algumas limitações. O processo de deambular, caminhar, é complexo e envolve alguns fatores que as próteses atuais não conseguem corrigir completamente, como a sensibilidade do terreno e a noção completa de onde está o ‘pé’. ‘. Quando é feita uma cirurgia de amputação e adaptamos uma prótese, por mais moderna que seja, perdemos esse controle, que limita os movimentos.”

Alexandre Giovannini, cirurgião vascular do Hospital Santa Lúcia Sul

*Estagiário sob supervisão de Renata Giraldi