Neurociencia

Neurociência: Primeiro pontapé da Copa 2014 será promovido pela interação
cérebro-máquina
Se o dia 12 de junho de 2014 é uma data aguarda pelos fãs de futebol, o mesmo vale para
os cientistas. O pontapé inicial da Copa do Mundo será dado por um jovem com paralisia que
usará um exoesqueleto (esqueleto externo) projetado pelo neurocientista brasileiro Miguel
Nicolelis. O projeto recebeu o nome de Andar de Novo.
Direto ao ponto: Ficha-resumo
Quem possui um corpo sem deficiências tem os movimentos, a ação e reação coordenados
pelo sistema nervoso que emitem comandos para os órgãos e glândulas. Quando há um
problema ou um dano físico, os sinais emitidos pelo sistema nervoso têm sua passagem
interrompida. O exoesqueleto pode reverter a situação por meio da interação cérebro-máquina.
O exoesqueleto de Nicolelis é uma veste robótica controlada por pensamentos. Ele
funciona através de sensores que captam a atividade elétrica dos neurônios, as células
nervosas, e transformam os pensamentos em comandos. Há outros animais que possuem
esqueletos externos (exoesqueletos), como os insetos.
Os sinais emitidos do sensor localizado no cérebro serão transmitidos em uma unidade
similar a um laptop, carregada pela pessoa em uma mochila. O computador ainda transmitiria os
sinais elétricos cerebrais, enquanto o exoesqueleto estabiliza o corpo da pessoa e executa o
comando. No futuro, a ideia é que pacientes usem a veste como uma roupa normal, mas que
teria inúmeras funcionalidades, como o Homem de Ferro.
Segundo o neurocientista, para que o processo funcione com sucesso, o cérebro precisa
ser retreinado por meio de estímulos que provoquem as reações necessárias para desencadear
os movimentos. Em entrevista, ele descreveu melhor como funcionará a comunicação entre
exoesqueleto e o cérebro.
“Além da veste, o exoesqueleto tem uma mochila, que é a central de controle, que é o
cérebro do exoesqueleto que vai dialogar com o corpo do paciente. Essa central vai captar os
sinais do cérebro do paciente, traduzi-los em sinais digitais para que o exoesqueleto possa
entender e receber os sinais de feedback, que serão transmitidos de volta ao paciente. Essa
veste vai conter todos os motores hidráulicos que vão mover o exoesqueleto e as baterias, outro
componente fundamental, fornecedoras da potência para o exoesqueleto funcionar”.
As pesquisas de Nicolelis estudam a unidade básica funcional do sistema nervoso central
como sendo uma população difusa de neurônios que interagem em circuitos e que o cérebro
funciona como uma rede dinâmica, integrando diferentes áreas no mesmo processo.
Testes
A partir dessa ideia, foram realizados testes com macacos rhesus. Eles receberam
implantes de sensores wireless (sem fio) que enviam informações de atividade cerebral 24 horas
por dia. Em um dos experimentos, um macaco aprendeu a jogar vídeo game com controle.
Depois de um tempo, o controle foi substituído por um braço robótico ligado aos sensores no
cérebro do macaco. Com isso, ele pode jogar usando apenas seus impulsos elétricos.
As experiências mostraram que os macacos aprenderam a controlar os movimentos de
ambos os braços de um corpo virtual, também chamado “avatar”, usando apenas a atividade
elétrica do cérebro, comprovando a boa interação entre cérebro-máquina.
Um dos avanços da pesquisa foi mostrar que o sistema somatossensorial, que nos permite
ter sensações em diferentes partes do corpo, pode ser influenciado pela visão. Ou seja, a mente
se mostra capaz de assimilar membros artificiais, como as neuropróteses, como parte da própria
imagem corporal.
Após a Copa, as pesquisas para aperfeiçoar o exoesqueleto continuam, com o objetivo de
levar novas possibilidades a quem precisa de mobilidade, como deficientes físicos que sofrem
de algum tipo de paralisia ou limitações motoras e sensoriais causadas por lesões permanentes
da medula espinhal.
Outros exoesqueletos
Exemplos de exoesqueletos não faltam no mundo da ciência. De modo geral, eles são
pensados para completar a força e a mobilidade humana. As primeiras pesquisas nos Estados
Unidos, na década de 1960, eram voltadas para o campo militar. A ideia era aumentar a
capacidade de carregamento de quem trabalhava nos navios de submarino; depois, na década
seguinte, o exoesqueleto seria pensado para equipar os homens da infantaria. Atualmente, o
Exército norte-americano trabalha na produção de um exoesqueleto para os soldados, o que
traria mais estabilidade e força, elementos vitais para o combate.
Fora desse contexto, o primeiro projeto de um exoesqueleto foi o SpringWalk, criado pelo
pesquisador do Laboratório de Jatopropulsão da NASA, John Dick, Califórnia (EUA), no início
dos anos 1990. O projeto de Dick cria pernas articuladas, que reduzem a força dos humanos.
Outros projetos caminham na direção do projeto de Nicolelis. É o caso do HAL (Hybrid
Assistive Limb, ou Membro Assistente Híbrido). Desenvolvido no Japão, esse exoesqueleto
pretende dar mobilidade às pernas. Outra versão mais moderna inclui todos os membros. Quem
usar a veste consegue erguer cinco vezes mais o peso que consegue carregar. A ideia é que o
HAL melhore a mobilidade de paraplégicos e idosos e ajude trabalhadores que precisam usar a
força física a não fazê-lo em nível prejudicial.
DIRETO AO PONTO
A Copa do Mundo no Brasil em 2014 será iniciada com o pontapé de um jovem paraplégico
usando um exoesqueleto. A promessa é do neurocientista Miguel Nicolelis, que trabalha no
projeto Andar de Novo.
Com ajuda do exoesqueleto, uma veste robótica controlada por pensamentos, os sensores
captam a atividade elétrica dos neurônios e transformam os pensamentos em comandos.
Segundo o neurocientista, para que isso ocorra com sucesso, o cérebro precisa ser
novamente treinado por meio de estímulos que provoquem as reações necessárias para
desencadear os movimentos.
A invenção já foi pensada para fins militares, para auxiliar em atividades cotidianas em que
é necessária a força, e agora pode ser um avanço para levar mobilidade a idosos e pessoas
com deficiências físicas.