Nature: macacos com lesão na medula espinhal voltam a andar com um dispositivo cérebro-vertebral sem fio
Estudo coordenado por Grégoire Courtine, do laboratório suíço Swiss Federal Institute of Technology, em Lausanne, com publicação online pela revista Nature dá esperança a pessoas paralisadas. A pesquisa avaliou um dispositivo que foi capaz de retomar o movimento de macacos paralisados por uma lesão1 parcial da medula2 alguns dias após a ocorrência da lesão1. O novo equipamento é uma interface sem fio que liga o córtex motor à medula espinhal3 através de impulsos elétricos.
Lesões4 da medula espinhal3 perturbam a comunicação entre o cérebro5 e os circuitos vertebrais que orquestram o movimento. Para contornar uma lesão1, as interfaces cérebro5-computador têm a atividade cortical diretamente ligada à estimulação elétrica dos músculos6 e, assim, restauram as habilidades de preensão após a paralisia7 das mãos8.
Teoricamente, essa estratégia também poderia restaurar o controle da atividade muscular da perna para caminhar. No entanto, replicar a sequência complexa de padrões de ativação muscular individuais subjacentes aos movimentos locomotores naturais e adaptativos é um desafio conceitual e tecnológico. Recentemente, foi demonstrado em ratos que a estimulação elétrica peridural9 da medula espinhal3 lombar pode reproduzir a ativação natural de grupos musculares sinérgicos que produzem locomoção.
Neste trabalho, cientistas do laboratório suíço Swiss Federal Institute of Technology integraram a atividade do córtex motor da perna com protocolos de estimulação elétrica peridural9 para estabelecer uma interface cérebro5-espinhal que aliviasse os déficits de marcha após uma lesão1 medular em primatas não humanos. Macacos Rhesus (Macaca mulatta) foram implantados com uma matriz de microeletrodos intracorticais na área do córtex motor da perna e com um sistema de estimulação da medula espinhal3 composto por um implante10 epidural11 espacialmente seletivo e um gerador de pulso com capacidades de disparo em tempo real.
Foram projetados e implementados sistemas de controle sem fio que ligavam a descodificação neural online de estados motores de extensão e flexão com protocolos de estimulação que promovem esses movimentos. Estes sistemas permitiram que os macacos se movimentassem livremente sem quaisquer restrições ou dispositivos eletrônicos restritivos acoplados.
Após validação da interface cérebro5-espinhal em macacos não lesionados, os pesquisadores fizeram uma lesão1 unilateral do trato corticoespinhal no nível torácico. Após seis dias da lesão1 e sem treinamento prévio dos macacos, a interface cérebro5-espinhal restaurou a locomoção da perna paralisada em uma esteira rolante e sobre o chão. Os componentes implantáveis integrados na interface cérebro5-espinhal foram todos aprovados para aplicações futuras em investigação humana semelhante, sugerindo uma via de translação prática para estudos em pessoas com lesão1 medular.
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Fonte: Nature, publicação online, de 9 de novembro de 2016