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Nature: macacos com lesão na medula espinhal voltam a andar com um dispositivo cérebro-vertebral sem fio

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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.

Leia também sobre "Tetraplegia" e "Paraplegia12".

 

Fonte: Nature, publicação online, de 9 de novembro de 2016

 

NEWS.MED.BR, 2016. Nature: macacos com lesão na medula espinhal voltam a andar com um dispositivo cérebro-vertebral sem fio. Disponível em: <https://www.news.med.br/p/saude/1280528/nature-macacos-com-lesao-na-medula-espinhal-voltam-a-andar-com-um-dispositivo-cerebro-vertebral-sem-fio.htm>. Acesso em: 17 nov. 2019.

Complementos

1 Lesão: 1. Ato ou efeito de lesar (-se). 2. Em medicina, ferimento ou traumatismo. 3. Em patologia, qualquer alteração patológica ou traumática de um tecido, especialmente quando acarreta perda de função de uma parte do corpo. Ou também, um dos pontos de manifestação de uma doença sistêmica. 4. Em termos jurídicos, prejuízo sofrido por uma das partes contratantes que dá mais do que recebe, em virtude de erros de apreciação ou devido a elementos circunstanciais. Ou também, em direito penal, ofensa, dano à integridade física de alguém.
2 Medula: Tecido mole que preenche as cavidades dos ossos. A medula óssea apresenta-se de dois tipos, amarela e vermelha. A medula amarela é encontrada em cavidades grandes de ossos grandes e consiste em sua grande maioria de células adiposas e umas poucas células sangüíneas primitivas. A medula vermelha é um tecido hematopoiético e é o sítio de produção de eritrócitos e leucócitos granulares. A medula óssea é constituída de um rede, em forma de treliça, de tecido conjuntivo, contendo fibras ramificadas e preenchida por células medulares.
3 Medula Espinhal:
4 Lesões: 1. Ato ou efeito de lesar (-se). 2. Em medicina, ferimento ou traumatismo. 3. Em patologia, qualquer alteração patológica ou traumática de um tecido, especialmente quando acarreta perda de função de uma parte do corpo. Ou também, um dos pontos de manifestação de uma doença sistêmica. 4. Em termos jurídicos, prejuízo sofrido por uma das partes contratantes que dá mais do que recebe, em virtude de erros de apreciação ou devido a elementos circunstanciais. Ou também, em direito penal, ofensa, dano à integridade física de alguém.
5 Cérebro: Derivado do TELENCÉFALO, o cérebro é composto dos hemisférios direito e esquerdo. Cada hemisfério contém um córtex cerebral exterior e gânglios basais subcorticais. O cérebro inclui todas as partes dentro do crânio exceto MEDULA OBLONGA, PONTE e CEREBELO. As funções cerebrais incluem as atividades sensório-motora, emocional e intelectual.
6 Músculos: Tecidos contráteis que produzem movimentos nos animais.
7 Paralisia: Perda total da força muscular que produz incapacidade para realizar movimentos nos setores afetados. Pode ser produzida por doença neurológica, muscular, tóxica, metabólica ou ser uma combinação das mesmas.
8 Mãos: Articulação entre os ossos do metacarpo e as falanges.
9 Peridural: Mesmo que epidural. Localizado entre a dura-máter e a vértebra (diz-se do espaço do canal raquidiano). Na anatomia geral e na anestesiologia, é o que se localiza ou que se faz em torno da dura-máter.
10 Implante: 1. Em cirurgia e odontologia é o material retirado do próprio indivíduo, de outrem ou artificialmente elaborado que é inserido ou enxertado em uma estrutura orgânica, de modo a fazer parte integrante dela. 2. Na medicina, é qualquer material natural ou artificial inserido ou enxertado no organismo. 3. Em patologia, é uma célula ou fragmento de tecido, especialmente de tumores, que migra para outro local do organismo, com subsequente crescimento.
11 Epidural: Mesmo que peridural. Localizado entre a dura-máter e a vértebra (diz-se do espaço do canal raquidiano). Na anatomia geral e na anestesiologia, é o que se localiza ou que se faz em torno da dura-máter.
12 Paraplegia: Perda transitória ou definitiva da capacidade de realizar movimentos devido à ausência de força muscular de ambos os membros inferiores. A causa mais freqüente é a lesão medular por traumatismos.
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