Cientistas da Suíça e colegas de outros países deram um passo no sentido de tratar uma série de lesões na coluna vertebral, como resultado da perda de mobilidade dos membros dos pacientes. Os pesquisadores conseguiram contornar o tecido nervoso danificado na medula espinhal, criando uma ponte digital sem fio entre o cérebro e a medula espinhal abaixo da área danificada. Mas mesmo sem a ajuda do aprendizado de máquina, ainda era necessário reconhecer pensamentos sobre movimento.
Fonte da imagem: Natureza
O projeto foi liderado por pesquisadores da Escola Politécnica Federal de Lausanne (EPFL). Foi prestado atendimento a um homem de 38 anos que lesionou a coluna cervical há dez anos em decorrência de uma queda de bicicleta. Anteriormente, ele participou de um programa para auxiliar na reabilitação de pessoas com lesões na coluna. Em particular, foi aplicado a ele o procedimento de estimulação epidural da medula espinhal, quando um implante com eletrodos é instalado na coluna e um estimulador é costurado sob a pele. Tal plataforma, baseada nas leituras dos sensores de movimento do estimulador, cria impulsos nas áreas responsáveis da medula espinhal e obriga os músculos dos membros a trabalharem, sendo que a pessoa para se movimentar, porém, fica muito, muito limitada.
“Como o paciente tinha eletrodos na coluna (na medula espinhal), os cientistas decidiram dar a eles um sinal de controle do cérebro. Para isso, foi necessário organizar uma ponte sem fio digital, já que o tecido nervoso entre a coluna vertebral O cordão umbilical e o cérebro foram rasgados como resultado de uma lesão. Para ler os sinais, sensores com suas matrizes de eletrodos foram implantados do cérebro no crânio do paciente. A unidade de controle do eletrodo recebeu energia sem fio indutiva externa a uma frequência de 13,56 MHz , e a atividade cerebral lida foi transmitida por outra antena – uma antena decimétrica na frequência de 405 MHz.
Os dados eram recebidos e decodificados por um dispositivo receptor (talvez um laptop), que o paciente deveria carregar em uma mochila nas costas. Primeiro, o algoritmo foi treinado para reconhecer a atividade cerebral em resposta a comandos para fazer certos movimentos das pernas e, em seguida, foi treinado para sincronizar os desejos do paciente de mover os membros com sinais transmitidos à medula espinhal e posteriormente aos músculos-alvo de as pernas.
Como resultado do treinamento, a interface digital ajudou o paciente a fazer o que ficou inacessível para ele após a lesão – caminhar em terrenos acidentados e manter o equilíbrio com muletas. A plataforma funcionou bem também em casa, e não apenas sob a supervisão de médicos. Além disso, parte das vias dos neurônios no cérebro foi capaz de se reconstruir, e o paciente conseguiu realizar uma série de ações mesmo sem estimulação artificial. Algum dia, observam os pesquisadores em seu artigo na Nature, essas tecnologias serão capazes de devolver as pessoas com lesões na coluna a uma vida ativa. Se funcionar para um paciente, pode ser repetido com outros.