SÃO PAULO - A técnica de “leitura cerebral” usada na demonstração do projeto Andar de Novo na Copa do Mundo será a de eletroencefalografia (EEG); uma novidade na oficina científica de Miguel Nicolelis, que há mais de 15 anos baseia suas pesquisas de interface cérebro-máquina em implantes corticais (eletrodos fixados diretamente à superfície do cérebro). Trata-se de uma mudança significativa, tanto do ponto de vista da metodologia científica quanto da segurança para o usuário.
Os implantes corticais são mais refinados, no sentido de que permitem registrar diretamente a atividade elétrica de uma população específica de neurônios adjacentes à área do implante (o número varia de acordo com a quantidade de eletrodos). A desvantagem é que sua colocação exige procedimentos cirúrgicos invasivos de alto risco, o que dificulta significativamente sua aplicabilidade em seres humanos. Todos os experimentos publicados por Nicolelis com essa técnica até agora foram feitos com ratos e macacos, mas outros grupos já a utilizaram com sucesso em tetraplégicos, para movimentar braços robóticos.
A EEG, por sua vez, é uma técnica não invasiva, que utiliza eletrodos fixados a uma touca para registrar a atividade elétrica de regiões maiores do cérebro, sem risco para o paciente – que nem precisa raspar o cabelo para isso. A desvantagem é que o sinal é mais genérico e menos refinado, com um conteúdo maior de “ruído” (sinais não relacionados ao controle motor desejado).
Uma comparação que costuma ser feita pelos cientistas é que os implantes corticais funcionam como microfones de pequeno porte, fixados a instrumentos específicos de uma orquestra; enquanto que a EEG equivale a um microfone de grande porte, usado para gravar o som da orquestra inteira, do lado de fora do auditório – o que pode ser visto como uma vantagem ou desvantagem, dependendo daquilo que se deseja ouvir e reproduzir.
Assim como Nicolelis, outros cientistas de renome na área costumam dar preferência aos implantes corticais, com o intuito de “escutar” áreas específicas do cérebro associadas ao controle de movimentos e o processamento de sensações táteis. Outros, como Jose Luis Contreras-Vidal, da Universidade de Houston, preferem usar EEG, para escutar o que a orquestra inteira do cérebro está tocando.
“Você precisa ouvir cérebro todo, não só algumas áreas”, argumenta Contreras-Vidal, que está desenvolvendo três exoesqueletos controlados por EEG – um para paraplégicos e dois para vítimas de derrame cerebral. Segundo ele, isso ajuda a superar algumas das limitações dos implantes corticais. “Se você escuta um único instrumento e o músico não está tocando direito, você tem um problema em vez de uma solução. Nesse caso, é melhor ouvir a orquestra inteira”, compara. “Estamos descobrindo os limites dessa técnica ainda.”
Expectativa. Com relação ao projeto Andar de Novo, Contreras-Vidal diz que usar EEG para fazer um paraplégico caminhar com auxílio de um exoesqueleto não será novidade, mas que ele torce para que Nicolelis tenha sucesso e ajude a fazer a ciência andar mais rápido nessa área. “Fico feliz que ele tenha adotado essa técnica; será muito bom para todos nós”, diz o pesquisador, lembrando que Nicolelis, historicamente, sempre teve uma postura crítica em relação ao uso de EEG.
Procurado pela reportagem, Nicolelis não quis dar entrevista. Ele não anunciou ainda se pretende continuar a usar EEG como base para o projeto Andar de Novo após a Copa, ou se voltará a trabalhar com implantes corticais.
Segundo o trabalho mais recente de seu grupo na Universidade Duke, publicado em fevereiro deste ano na revista Nature Methods (clique aqui para ler), “melhorias consideráveis” ainda são necessárias nas tecnologias de registro da atividade cerebral para que as tecnologias de interface cérebro-máquina (ICM) possam se tornar clinicamente relevantes, no sentido de devolver a capacidade motora a pessoas paralisadas por lesões medulares.
Para restaurar o controle de braços ou pernas, como no caso de um paraplégico, os pesquisadores estimam que será necessário registrar, simultaneamente, a atividade elétrica de 5 mil a 10 mil neurônios. Para controlar movimentos de corpo inteiro, como no caso de um tetraplégico, seriam necessários 100 mil neurônios. O melhor que os cientistas conseguiram até agora, conforme relatado no trabalho, foi registrar a atividade de 1,8 mil neurônios (500 deles simultaneamente), usando um mosaico de implantes corticais aplicados sobre diferentes áreas do cérebro de macacos.
As tecnologias de ICM baseadas em EEG, por serem não invasivas, são as que têm mais chances de serem aprovadas para uso clínico num futuro mais próximo, segundo um artigo publicado recentemente pelo pesquisador Nitish Thakor, da Universidade Johns Hopkins, na revista Science Translational Medicine (clique aqui para ler). Todas as técnicas, porém, ainda precisam de melhorias significativas para sair dos laboratórios e chegar às clínicas de reabilitação.
“O campo da ICM evolui graças a um entusiasmo considerável por parte dos cientistas e do público. No entanto, a tradução dessas tecnologias para uso clínico exigirá demonstrações robustas de segurança e eficiência no caminho para aprovação regulatória”, escreve Thakor. Clique aqui para entender o ICM e ver vídeo sobre como será a apresentação na abertura da Copa do Mundo.
