Interface cérebro-máquina poderá ajudar pacientes com locked-in

Desde 1997, um dos físicos mais consagrados da atualidade, o britânico Stephen Hawking, utiliza um sistema computacional para se comunicar. Um tablet montado no braço de sua cadeira de rodas promove a interface cérebro-máquina (BCI) para a tela, onde fica um teclado virtual. Um cursor varre automaticamente as linhas e as colunas de letras que podem ser selecionadas ao se mexer a bochecha, interrompendo o deslocamento. O movimento facial é percebido por um detector de infravermelhos montado sobre os óculos. O mecanismo inclui um algoritmo de previsão de palavras para facilitar a tarefa. Quando a frase está pronta, é enviada ao sintetizador de voz.

A mesma estratégia usada pelo físico, que sofre de degeneração motora devido à esclerose lateral amiotrófica (ELA) poderá ser aplicada em pacientes com uma condição de saúde ainda mais delicada, a síndrome de locked-in. Pessoas nesse quadro ficam completamente imóveis, exceto pelos olhos, que ainda se movimentam.

Um trio de pesquisadores do Departamento de Psicologia da Universidade Estadual de East Tennessee, nos Estados Unidos, conseguiu utilizar os princípios da interface cérebro-máquina no tratamento de um paciente diagnosticado com o locked-in, também chamado de síndrome do encarceramento. Embora consiga perceber tudo ao seu redor e manter a consciência intacta, a pessoa com o problema não é capaz de mover um só músculo, além dos olhos.

AVC Essa condição ficou muito popular com o filme O escafandro e a borboleta, que retrata a história de um paciente diagnosticado com a síndrome, após um acidente vascular cerebral. O AVC, inclusive, é o principal desencadeador do locked-in, destacam os pesquisadores do Tennessee, em um artigo publicado na revista Science Translational Medicine.

Eles demonstraram, pela primeira vez, que pacientes em locked-in devido à perda de todo o controle neuromuscular após o AVC do tronco cerebral podem se comunicar, usando a interface cérebro-máquina. Já era imaginado que esses indivíduos conseguiriam se beneficiar da tecnologia. Contudo, a hipótese não havia sido comprovada, porque a maioria dos estudos sobre o método se concentra em pessoas com, no máximo, esclerose lateral amiotrófica.

A nova pesquisa foi feita com um paciente adulto, do sexo masculino. Para medir os sinais cerebrais, ele usou um capacete coberto de eletrodos, ligados a uma tela de computador. Um teclado e uma caixa de texto em branco eram exibidos no sistema, chamado BCI. Com a mente, o paciente “digita” as palavras corretas, por meio do que os autores chamam de uma “resposta de atenção”.

Concentração
O paciente deve olhar fixamente para as letras piscando na tela do computador e escolher o caractere que deseja usar. Se ele não estiver prestando atenção, nenhuma resposta é produzida. Duas respostas do cérebro são ativadas quando o paciente olha para o teclado na tela: a de base e aquela que os autores chamam de resposta “ah-ha” (seleção do caractere).

Como o computador grava os sinais ininterruptamente, ele pode detectar quando existe uma mudança. Por exemplo, quando um segmento dos sinais é alguns milissegundos mais longo do que a resposta de base. O computador, então, avalia os dados e faz a correspondência com o que seria a resposta “ah-ha” do cérebro, com uma letra ou número específico. O caractere aparece na tela, e o paciente ainda pode avaliar se ele está ou não correto.

No teste, seis meses depois de sofrer o AVC, o homem adulto, até então incapaz de se comunicar, conseguiu soletrar palavras de modo independente e escrever mensagens para os familiares usando apenas pequenos movimentos oculares. Foram 35 segundos para produzir uma letra, e cerca de 45 minutos para escrever uma mensagem inteira. “O BCI proporcionou um nível de autonomia para o participante que de outra forma não poderia ser alcançado, devido ao controle muscular necessário para métodos alternativos de comunicação”, conta o autor do estudo, Eric Sellers.

Segundo ele, atualmente os pesquisadores estão trabalhando em maneiras de melhorar a velocidade e a precisão da seleção desses caracteres e tornar a interface mais amigável para pessoas com deficiências menores. Caso a tecnologia se tornasse mais acessível – por ora, custa US$ 10 mil –, o BCI poderia, um dia, ser encontrado na maioria dos hospitais, acredita.

Estratégia brasileira O brasileiro Adenauer Casali, hoje ligado ao Instituto de Ciência e Tecnologia da Universidade Federal de São Paulo, lidera uma equipe internacional de pesquisadores voltada para o aprimoramento de uma técnica criada por ele para a análise do estado de consciência em pacientes que retornam de um coma. Na opinião dele, a principal novidade da pesquisa dos colegas americanos é a comprovação que a interface pode ser utilizada para pacientes com locked-in.

“Isso não havia sido feito antes. Há tecnologias até mais sofisticadas que essa sendo usadas em pacientes saudáveis ou com outras condições. O que nunca ninguém havia provado, ainda, é a viabilidade do método para se comunicar com pacientes enclausurados”, observa. Casali faz a ressalva de que a confirmação foi feita apenas em um paciente. Portanto, é uma janela que se abre, mas ainda são necessários estudos em outras pessoas, para confirmar os resultados.

Ele considera que uma das grandes dificuldades desses pacientes é a flutuação do estado cognitivo. Nem todos os indivíduos terão a mesma facilidade que outros para utilizar esse protocolo de comunicação. “Casos diferentes terão sinais cognitivos diferentes. A forma como a tecnologia funciona depende de um padrão extraído para reconhecimento das letras, algo que é particular para cada paciente”, ressalta Casail.