Método de detecção de sinal nervoso mostra potencial para controle intencional de próteses biônicas

Apesar do enorme progresso nas últimas duas décadas, o controle intencional de próteses biônicas continua a ser um desafio e objeto de intensa pesquisa. Agora, cientistas da Universidade Médica de Viena e do Imperial College London desenvolveram um novo método para detectar com precisão os sinais nervosos remanescentes após uma amputação de braço e utilizá-los para controlar um braço artificial. Os resultados do estudo, publicado no diário Engenharia Biomédica da Naturezapoderia formar a base para o desenvolvimento da próxima geração de próteses.

Novos microeletrodos (40 canais) foram implantados nos músculos de três participantes do estudo com amputados de braço, que haviam sido previamente reconectados aos nervos por meio de um processo conhecido como reinervação muscular direcionada (TMR). Este procedimento cirúrgico redireciona as vias nervosas remanescentes após a amputação para os músculos que ainda estão presentes, criando assim novas interfaces através das quais os sinais neurais podem ser recuperados.

Ao combinar a reinervação cirúrgica com microeletrodos implantáveis, os cientistas da MedUni Vienna e do Imperial College London conseguiram, pela primeira vez, medir diretamente a atividade de neurônios motores individuais – as células nervosas da medula espinhal que transmitem comandos de movimento aos músculos – e vincular seus padrões de sinal a intenções de movimento específicas. Para alcançar esse resultado, os participantes realizaram mentalmente vários movimentos com o braço fantasma.

“Usando nosso método, fomos capazes de identificar com precisão os sinais nervosos subjacentes, por exemplo, ao estiramento de um dedo ou à flexão do pulso”, relata o autor do estudo, Oskar Aszmann, chefe do Laboratório Clínico para Reconstrução Biônica de Membros do Departamento de Cirurgia Plástica, Reconstrutiva e Estética da MedUni Viena.

Fundação para o desenvolvimento de implantes sem fio

A análise dos sinais nervosos altamente diferenciados registrados também mostrou que as intenções de movimentos complexos permanecem intactas no sistema nervoso mesmo após a amputação e podem ser reconstruídas matematicamente. Isto significa que esta informação poderá ser utilizada no futuro para o controle preciso de próteses biônicas.

“Este é um passo crucial para tornar o controle dos membros biônicos mais natural e intuitivo”, afirma Aszmann, enfatizando a relevância dos resultados do estudo.

A longo prazo, estas descobertas levarão ao desenvolvimento da chamada biotela – um sistema que visualiza os complexos padrões neurais dos movimentos humanos e, assim, constitui a base para novas gerações de próteses. A investigação actual está assim a lançar as bases para o desenvolvimento de implantes sem fios que podem transmitir sinais nervosos directamente e em tempo real para mãos biónicas ou outros sistemas de assistência.