Conectando Mente e Máquina
Quando se perde o uso de um membro, mesmo a mais simples das tarefas diárias pode transformar-se num desafio. Os dispositivos de alta tecnologia podem ajudar a restaurar a independência. As novas tecnologias estão até a tornar possível ligar a mente a um membro artificial. Estes membros artificiais são chamados de dispositivos protéticos biónicosDispositivos que substituem uma parte do corpo..
“Para recuperar alguma dessa função perdida, você precisa de algum tipo de ferramenta ou tecnologia de assistência para melhorar a recuperação ou restaurar a capacidade da anatomia que está faltando agora”, diz o Dr. Nick Langhals, que supervisiona a pesquisa de engenharia protética suportada pelo NIH.
Esta pesquisa rápida visa melhorar a vida das pessoas, restaurando tanto o movimento quanto o sentimento.
Controle protético
Os dispositivos protéticos tradicionais usam um arnês alimentado pelo corpo para controlar um dispositivo manual. Estes são fáceis de usar. Com um encolher de ombros, a mão ou gancho protético abre-se. Com a libertação do seu ombro, a prótese fecha-se. Através da sensação da tensão do cabo através dos seus ombros, você sabe se a prótese está aberta ou fechada sem olhar para ela.
Mãos mais novas e motorizadas não são tão fáceis de aprender a usar. Para fechar o aparelho, você contrai os músculos restantes do seu braço. Um sensor eléctrico colocado sobre esses músculos detecta a contracção e diz à mão para fechar. Uma vez que os músculos originais que controlavam a mão desapareceram, os músculos restantes devem ser retraídos. Aprender como abrir e fechar uma mão protética desta forma leva algum tempo. E você ainda precisa observar o aparelho para saber o que ele está fazendo.
Para tornar os ponteiros motorizados mais intuitivos de usar, os pesquisadores estão desenvolvendo maneiras de detectar os sinais elétricos no seu cérebro e nervos Tecidos especiais que carregam sinais entre o seu cérebro e outras partes do seu corpo. para ajudar a controlar as próteses biônicas avançadas. Isto pode ser feito de muitas maneiras, como por exemplo, implantando pequenos sensores nas partes do cérebro que controlam o movimento ou ligando pequenos eléctrodosFerramentas que são usadas para transportar electricidade para ou de diferentes partes do corpo. para os nervos amputados. De qualquer forma, os pacientes simplesmente pensam em mover a mão e os computadores traduzem isso nos movimentos de uma mão protética biônica.
Comunicação bidirecional
Para recuperar a sensação de totalidade, uma pessoa com um membro biônico precisa fazer mais do que controlar o dispositivo. Eles também precisam “sentir” o que ele está fazendo. Novos dispositivos biónicos podem enviar a sensação do dispositivo de volta para o cérebro. Isso permite que uma pessoa com um dispositivo biônico sinta que está usando seu próprio membro.
“A coisa mais importante sobre a pesquisa que estamos fazendo é esta sensação de totalidade”, diz o Dr. Paul Marasco, um pesquisador de engenharia biomédica da Clínica Cleveland.
“Uma maneira de ajudar uma pessoa a sentir sua mão protética é mover os nervos sensoriais restantes da mão amputada para a pele da parte superior do braço. Você pode então usar pequenos robôs para pressionar a pele da parte superior do braço quando a mão está tocando algo.
A equipe da Marasco desenvolveu um sistema similar para restaurar a sensação de movimento, também. A mão biônica envia sinais para um sistema de controle computadorizado fora do corpo. O computador então diz a um pequeno robô usado no braço para enviar vibrações para o músculo do braço. Estas vibrações profundas no músculo criam uma ilusão de movimento que diz ao cérebro quando a mão está a fechar ou a abrir.
A equipa da Marasco testou este sistema de feedback com várias pessoas que tinham uma prótese de mão. Os participantes do estudo foram capazes de operar a mão biônica e saber em que posição ela estava tão bem quanto com sua mão natural. Com este sistema de feedback, eles não precisavam olhar para a mão biônica para saber quando ela estava aberta ou fechada, ou quando ela estava alcançando um objeto.
“Nós enganamos seus cérebros para acreditar que a prótese é realmente parte do seu corpo”, diz Marasco. Este avanço vai diretamente para a forma como o cérebro sente o movimento, o que ajuda a melhorar a comunicação bidirecional entre o dispositivo protético e a mente.
Robôs usáveis
As equipes de pesquisa também estão tentando ajudar as pessoas que perderam o uso de suas pernas. Usando um dispositivo robótico chamado exoesqueleto, algumas pessoas com paralisia de pernas conseguiram recuperar a capacidade de andar.
Um grupo liderado pelo Dr. Thomas Bulea, um engenheiro biomédico do Centro Clínico NIH, criou um exoesqueleto usável para crianças com paralisia cerebral. A paralisia cerebral é um distúrbio cerebral que dificulta a postura reta, o equilíbrio e a marcha. O exoesqueleto motorizado e robótico muda a forma como as crianças caminham, ajudando-as a endireitar os joelhos em pontos-chave durante o ciclo de caminhada. Enquanto o exoesqueleto pode facilitar a caminhada, as crianças devem ser capazes de navegar pelo menos pequenas distâncias sozinhas para usá-lo.
“O objetivo final realmente é ter uma pessoa usando isso fora do nosso laboratório, ou mesmo fora do ambiente clínico”, explica Bulea. “Para fazer isso você tem que ter um sistema de controle realmente robusto que assegure que o robô está se comportando corretamente em todos os tipos de ambientes diferentes”
A equipe agora está escrevendo software para que o dispositivo robótico possa ser usado enquanto navega pelos solavancos no terreno e em outras condições do mundo real.
Encontrar o Dispositivo Certo
“O que eu tento enfatizar para as pessoas é que há muitas ferramentas e tecnologias potenciais à nossa disposição para tentar melhorar as pessoas, e elas devem explorá-las e considerar abraçá-las”, diz Langhals.
Muitos tipos de dispositivos protéticos estão agora em desenvolvimento. Se você gostaria de encontrar um estudo clínico para ajudar a testar um, você pode procurar um em clinicaltrials.gov, um banco de dados tanto de estudos apoiados pelo NIH quanto de outros estudos em todo o mundo.
Se você estiver interessado em participar de um estudo, fale com seu médico sobre os possíveis riscos e benefícios. Veja a caixa Pergunte ao seu médico para perguntas a fazer.
