Macacos controlam braço robótico com sinais do cérebro

Redação do Site Inovação Tecnológica - 15/10/2003

Pesquisadores da Universidade Duke (Estados Unidos) ensinaram macacos a controlar de forma consciente o movimento de um braço robótico em tempo real, utilizando somente sinais de seus cérebros e imagens visualizadas em uma tela. Os cientistas afirmam que os animais operam o braço robótico como se ele fosse um de seus membros.

Neuropróteses

O objetivo da pesquisa é auxiliar pessoas com paralisia, que poderão controlar "neuropróteses" implantadas no lugar de seus membros paralisados ou amputados ou mesmo neurorobôs, que poderão se mover livremente pela casa acionados unicamente por sinais do cérebro. A pesquisa foi divulgada nesta segunda-feira (13/10) no site da Public Library of Science, assinada pelos cientistas Jose Carmena, Miguel Nicolelis e Craig Henriquez.

Para efetuar a experiência, os pesquisadores primeiro implantaram um conjunto de microeletrodos, cada um medindo apenas alguns micrômetros de diâmetro, nos lobos frontal e parietal dos cérebros de duas fêmeas de macaco da índia. Foram implantados 96 eletrodos em um animal e 320 em outro. As áreas do cérebro escolhidas são responsáveis pela emissão de múltiplos comandos para controlar movimentos musculares complexos.

Os delicados sinais coletados pelos eletrodos foram detectados e analisados pelo programa de computador que os cientistas desenvolveram para reconhecer padrões, conjuntos de sinais representando movimentos específicos feitos pelo braço dos animais.

Braço robótico

No início do experimento, os pesquisadores gravaram e analisaram os sinais gerados pelos cérebros dos macacos quando estes utilizavam um joystick para posicionar um cursor sobre um alvo. Após o treinamento inicial, o movimento feito pelos macacos passou a controlar um braço robótico instalado em outra sala, incorporando ao cursor as características de inércia e momento do braço robótico. Embora o desempenho dos macacos tenha caído inicialmente, eles logo aprenderam a manipular o braço, fazendo-o atingir o alvo.

Por último, os cientistas removeram o joystick mas os macacos continuaram a movimentar seus braços no ar, manipulando o braço robótico e atingindo o alvo. Mas o mais interessante ainda estava por vir.

"O resultado mais impressionante, entretanto, foi que após apenas alguns dias brincando com o robô desta forma, o animal repentinamente percebeu que não precisava mover seu braço," conta o Dr. Nicolelis. "Os músculos de seu braço ficavam completamente imóveis, ela mantinha o braço ao seu lado e ela controlava o braço robótico utilizando apenas seu cérebro e os impulsos visuais. Nossa análise dos sinais cerebrais mostrou que o animal aprendeu a assimilar o braço robótico em seu cérebro como se ele fosse o seu próprio braço."

A pesquisa mostra que o cérebro se adapta perfeitamente, incorporando um dispositivo externo em seu próprio "espaço neuronal", como se ele fosse uma extensão natural do corpo. Os cientistas esperam que essa tecnologia de análise dos sinais cerebrais dos animais possa auxiliar na reabilitação de pessoas com danos no cérebro ou na espinha, causados por derrame ou traumatismo.