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Fernandes Braga

quinta-feira, 6 de outubro de 2011

Cientista Miguel Nicolelis e equipe são destaques da Revista Nature

Uma equipe internacional de pesquisadores desenvolveu um implante cerebral que permite que macacos para examinar objetos virtuais por meio de um braço virtual controlado por seu cérebro. O dispositivo representa o próximo passo para o desenvolvimento de próteses ou ternos robóticos que permitem aos usuários interagir com seu mundo sem depender inteiramente de feedback visual.Os resultados foram publicados na atual edição da Nature.

Os pesquisadores, liderados por Miguel Nicolelis, da Duke University em Durham, Carolina do Norte, inseridos eletrodos no córtex motor e córtex somatosensorial de dois macacos. O córtex motor é a região do cérebro envolvida na realização de movimentos voluntários, enquanto que o córtex somatosensorial de entrada de processos recebidos a partir de células no corpo que são sensíveis, entre outras experiências sensoriais, de toque.

Os macacos foram treinados para usar apenas o cérebro para explorar os seus objetos virtuais na tela do computador, movendo uma imagem virtual de um braço. Eletrodos no córtex motor registrado intenções dos macacos a mover-se e repassou a informação para o mundo virtual. Como a mão virtual passou objetos na tela, os sinais elétricos foram alimentados no córtex somatosensorial do animal, fornecendo feedback "tátil".

Em uma tarefa que envolve uma escolha entre dois objetos visualmente idênticos, os macacos foram capazes de distinguir entre um objeto de recompensa de produção, que foi associado a um estímulo elétrico, quando "tocado", e um objeto que produziu nenhuma estimulação elétrica, nem um deleite. Isso mostra que o cérebro é capaz de decodificar informações sobre o sentido do tato, sem qualquer estimulação da pele do animal, diz Nicolelis. Sua equipe relata seus resultados hoje na revista Nature 1 .

"Nós não sabemos o que os animais percebido, mas era uma sensação de que foi criado artificialmente, ligando os dedos virtual para o cérebro diretamente", diz ele.

A apreensão da realidade

Um grande desafio, dizem os autores, era manter a entrada sensorial ea saída motora interfiram uns com os outros, porque os eletrodos de registro e estimulando foram colocados no tecido cerebral conectado. Os pesquisadores resolveram o problema, alternando entre uma situação em que a interface cérebro-máquina-cérebro foi estimular o cérebro e um na atividade do córtex motor, que foi gravado, metade de cada 100 milissegundos foi dedicado a cada processo.

"Isso reforça algumas restrições sobre a troca de informações entre as áreas sensoriais e motoras", diz o neurocientista Stefano Panzeri do Instituto Italiano de Tecnologia em Genoa, que não esteve envolvido no estudo. Mas porque os animais aprendem a usar a informação, esse experimento mostra que o cérebro pode trocar informações mesmo sob essas restrições, explica.

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Esta comunicação bidirecional é um passo crítico no desenvolvimento de interfaces cérebro-máquina, diz Rodrigo Quian Quiroga, um neurocientista da Universidade de Leicester, Reino Unido, que também não foi envolvido no estudo. Anterior interfaces cérebro-máquina têm contado com o feedback visual, uma situação menos do que ideal para alguém tentando usar uma prótese robótica, diz ele. "Se você quer alcançar e agarrar um copo, feedback visual não vai te ajudar", diz Quian Quiroga. "É o feedback sensorial que lhe diz se você tem uma boa aderência, ou se você está prestes a cair."

Informação sensorial será um componente necessário do grande objetivo de Nicolelis e que do andar de novo projeto, um esforço internacional em que ele está envolvido: construir um terno exoesqueleto que pode restaurar a mobilidade para os pacientes que estão gravemente paralisados.

"Isso vai ser essencial para a aplicação clínica que queremos criar e testar nos próximos três anos", diz Nicolelis. Ele espera que, com a ajuda de colaboradores no andar de novo projeto, um terno impulsionado por uma interface cérebro-máquina será demonstrado na Copa de 2014 no Brasil, terra natal de Nicolelis, com o chute de abertura da bola a ser entregue por um jovens brasileiros com quadriplegia.

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