Como uma pessoa consegue controlar uma prótese com o pensamento?

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Recentemente, o Instituto de Reabilitação de Chicago (RIC) apresentou o caso do engenheiro de software Zac Vawter (foto), de 31 anos, o primeiro americano amputado de perna que conseguiu subir 103 andares de um dos maiores arranha-céus do mundo, o Willis Tower, antiga Sears Tower, em Chicago, com o uso de uma prótese biônica controlada pelo cérebro. Zac perdeu uma das pernas num acidente de moto em 2009.

Antes disso, o mesmo instituto americano havia apresentado Claudia Mitchell (foto), a primeira mulher a receber a tecnologia do “braço biônico”. Ela teve o braço esquerdo amputado até o ombro depois de um acidente de moto e agora consegue segurar um puxador de gaveta com sua mão artificial por meio do pensamento “segurar o puxador de gaveta”.

First "Bionic Woman" Demonstrates Thought-Controlled Prostheses

O fato de uma pessoa conseguir controlar com êxito vários e complexos movimentos de um membro postiço com seus pensamentos abre um mundo de possibilidades para os amputados. A estrutura, tanto cirúrgica quanto tecnológica, que torna esse feito possível é quase tão incrível quanto os resultados do procedimento.

Tanto Claudia Mitchell quanto Zac Vawter são exemplos de pacientes submetidos ao procedimento cirúrgico chamado “Targeted Muscle Reinnervation” nos EUA (Reinervação Muscular Dirigida ou Orientada), que redireciona os sinais do cérebro dos nervos cortados durante a amputação para músculos intactos, permitindo ao paciente controlar sua prótese intuitivamente.

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A TÉCNICA – A tecnologia do “braço biônico” é possível basicamente por causa de dois fatos da amputação. Em primeiro lugar, o córtex motor no cérebro (a área que controla movimentos voluntários dos músculos) ainda envia sinais de controle mesmo que certos músculos voluntários não estejam mais presentes para serem controlados. Em segundo lugar, quando os médicos amputam um membro, eles não removem todos os nervos que antes transmitiam sinais para esse membro.

Então, se o braço da pessoa foi amputado, existem nervos que terminam no ombro e simplesmente não têm mais lugar para enviar suas informações. Se essas terminações nervosas puderem ser redirecionadas para um grupo muscular que funcione, a pessoa pensa “segurar a maçaneta com a mão” e o cérebro envia os sinais correspondentes para os nervos que deveriam se comunicar com a mão, e esses sinais acabam no grupo muscular que funciona em vez de irem para as terminações do ombro.

TRM-7Redirecionar esses nervos não é uma tarefa simples. O Dr. Todd Kuiken (foto), do Instituto de Reabilitação de Chicago, é o criador da técnica denominada Targeted Muscle Reinnervation (TMR), ou Reinervação Muscular Dirigida. Os cirurgiões basicamente operam o ombro para ter acesso às terminações nervosas que controlam os movimentos das articulações do braço, como cotovelo, pulso e mão. Em seguida, sem danificar os nervos, eles redirecionam as terminações para um grupo muscular que funciona.

No caso do “braço biônico” do Instituto, os cirurgiões ligaram as terminações nervosas a um grupo de músculos peitorais. São necessários vários meses para que os nervos se juntem a esses músculos e se tornem totalmente integrados. O resultado final é um redirecionamento dos sinais de controle: o córtex motor envia sinais para o braço e mão através de ligações nervosas, como sempre fez, mas em vez de esses sinais acabarem no ombro, eles acabam no peito.

Para usar esses sinais no controle do braço biônico, a parafernália do Instituto coloca eletrodos na superfície dos músculos peitorais. Cada eletrodo controla um dos seis motores que movimentam as articulações do braço postiço. Quando a pessoa pensa “abrir a mão,” o cérebro envia o sinal de “abrir a mão” para o nervo apropriado, agora localizado no peito.

Quando as terminações nervosas recebem o sinal, o músculo peitoral em que estão ligadas se contrai. Quando o músculo peitoral responsável por “abrir a mão” se contrai, o eletrodo nesse músculo detecta a ativação e faz com que o motor que controla a mão biônica se abra. E como cada terminação nervosa está integrada a partes diferentes do músculo peitoral, uma pessoa com um braço biônico pode mover os seis motores ao mesmo tempo, o que resulta em uma série de movimentos bastante naturais para a prótese.

Fonte: Como Tudo Funciona / HowStuffWorks Brasil

Leia também:

Homem-máquina – até que ponto a tecnologia deve ser usada para melhorar a condição humana?
“Reinervação Muscular Dirigida” – será este o futuro que a tecnologia biônica reserva para milhões de amputados em todo o mundo?

Passo Firme – 27.11.2012
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3 comentários em “Como uma pessoa consegue controlar uma prótese com o pensamento?

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