Novos braços mecânicos aumentam liberdade de movimento

Novas pesquisas prometem restaurar a sensação de tato por meio de próteses totalmente integradas ao corpo de amputados. Os equipamentos, descritos hoje na revista Science Translational Medicine, foram testados em pacientes reais e provaram que a eficiência deles apenas melhora com o tempo de uso. Os braços mecânicos do futuro ficam conectados aos ossos e ao sistema neuromotor do usuário, dando mais liberdade de movimento e podendo ser usados para todo o tipo de tarefas, de segurar objetos delicados a cortar lenha.

Pesquisadores de diversos hospitais de Ohio, nos Estados Unidos, acompanharam por vários meses a evolução de dois pacientes que tiveram os nervos cobertos por três eletrodos ligados diretamente a próteses mecânicas. Os voluntários haviam perdido o braço em acidentes industriais e, até então só, haviam usado próteses comuns. “Eu tinha de olhar para tudo o que eu pegava e tomar cuidado para não apertar demais”, conta, em um vídeo, Igor Spetic, um dos participantes.

Com a nova interface, ele consegue identificar o toque de 19 pontos distintos da prótese e até mesmo diferenciar texturas, como a de uma lixa e a de um algodão. Essa é a primeira evidência a longo prazo de que o sistema neuroprostético mantém a eficiência depois de ser usado no “mundo real”. Spetic passou dois anos e meio usando a mão artificial e adaptando-a ao seu tato.

Durante várias visitas ao laboratório, os pacientes pegaram diferentes objetos usando as novas próteses, ajudando os cientistas a traduzir o tato em uma linguagem computacional. A partir do relato dos voluntários, os cientistas desenvolveram algoritmos que convertiam os sinais dos sensores da prótese na sensação causada pelos estímulos correspondentes. “Esse trabalho reativa áreas do cérebro que produzem a sensação de toque. Quando a mão é perdida, as conexões que ligam essas áreas são perdidas”, descreve, em um comunicado, Dustin Tyler, professor da Case Western Reserve University e principal autor da pesquisa.

Ao longo do experimento, os cientistas identificaram que pontos de cada nervo correspondem às diferentes áreas da mão e que tipo de sinal elétrico é interpretado pelo cérebro como determinada textura. Em vez de choques, eles sentiam estímulos, como o toque de um tecido ou a sensação de encostar na água. Os voluntários afirmaram que sentiam que estavam usando o próprio braço para executar as atividades. O estímulo do sistema neuromotor também reduziu consideravelmente a dor do membro fantasma. Os usuários que testaram o sistema relataram que o desconforto diminuiu em até 95%. Os cientistas, agora, querem aumentar o leque de sensações transmitidas pelo equipamento e acreditam que podem desenvolver um modelo comercial do braço nos próximos cinco anos.

No osso
O segundo estudo descreve um modelo prótese que recria a liberdade de movimento de um braço de verdade. Pela primeira vez, os pesquisadores ligaram a mão mecânica diretamente aos nervos, aos músculos e ao osso do paciente. “Isso exige uma cirurgia em que uma rosca de titânio é implantada ao osso e, então, eletrodos são colocados nos nervos e músculos”, descreve o mexicano Max Ortiz Catalan, pesquisador da Universidade Técnica Chalmers, na Suécia, e principal autor do trabalho.

O grupo de pesquisa do engenheiro biomédico trabalha, há alguns anos, com próteses ossointegradas, mas esta é a primeira vez em que a técnica é combinada com eletrodos de controle implantados no corpo de um paciente. O voluntário usou o braço mecânico para trabalhar e até mesmo dormir, sem relatos de desconforto ou qualquer complicação. A prótese não apresentou problemas causados pela mudança do clima ou pela interferência de equipamentos eletrônicos, como acontece com os equipamentos atuais, que funcionam a partir de eletrodos encaixados na superfície do coto.

O modelo ossointegrado também permitiu que o voluntário movesse o braço em qualquer direção sem perder o controle do punho, pegando objetos no ar e até mesmo levantando um ovo sobre a cabeça (com uma prótese normal, a mão abriria ou fecharia sem aviso e o ovo acabaria despedaçado). O paciente usa a prótese há mais de um ano, com sucesso. “Ele se beneficiou consideravelmente da tecnologia. Não podíamos estar mais felizes por ele”, anima-se Ortiz Catalan.

Há mais de quatro décadas que o design das próteses comerciais se mantém praticamente o mesmo, o que leva muitos pacientes a rejeitarem o uso desse tipo de ferramenta. “O ganho de funcionalidade que eles têm, isto é, o que eles podem fazer com a prótese e o que eles não podem fazer sem ela, é mínimo”, lamenta Dario Farina, do Departamento de Engenharia de Neuroreabilitação na Universidade de Göttingen, na Alemanha. De acordo com o especialista, muitos avanços têm sido feitos na área acadêmica, mas a maioria não chega ao paciente. Ele acredita que os resultados a longo prazo relatados nas novas pesquisas possam finalmente trazer mudanças. “Esse é um importante passo na direção dessa tradução para as clínicas. Acredito que os implantes de músculo e talvez também os de nervos se tornem possíveis em larga escala nos próximos anos.”