Nicolelis: Macaco controla cadeira de rodas com a mente

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A experiência abre novas possibilidades futuras de independência para portadores de necessidades especiais.

Experimento do neurocientista brasileiro Miguel Nicolelis permite que macaco controle uma cadeira de rodas usando apenas a mente.

Vários grupos têm desenvolvido interfaces cérebro-máquina (BMIs, na sigla em inglês) que permitem que primatas usem a atividade cerebral (mais especificamente, a atividade cortical) para controlar membros artificiais. No entanto, não se sabe se esses implantes corticais poderiam representar a cinemática de navegação do corpo inteiro e ser usado para operar um BMI que movesse uma cadeira de rodas de forma contínua no espaço. Esse novo experimento mostrou que macacos rhesus podem aprender a navegar uma cadeira de rodas robótica, usando sua atividade cortical como o sinal de controle principal.



Dois macacos (K e M) tiveram implantados nos cérebros matrizes de microeletrodos multicanal que permitiram gravações sem fio da atividade cerebral de regiões envolvidas no movimento e nas sensações. Inicialmente, enquanto os primatas permaneciam sentados na cadeira de rodas robótica, a navegação passiva era empregada para treinar um decodificador linear para extrair o movimento 2D da cadeira de rodas a partir da atividade cortical. Em seguida, o macacos empregaram o IMC sem fio para traduzir a sua atividade cortical em movimento da cadeira de rodas robótica e velocidades de rotação. Ao longo do tempo, os macacos melhoraram a sua capacidade para dirigir a cadeira de rodas até as uvas usadas como recompensa, localizadas a cerca de dois metros de distância.

A experiência sugere que, no futuro, BMIs semelhantes poderiam trazer às pessoas com paralisia severa a sua liberdade de volta.


(A) A cadeira de rodas robótica, que acomoda um macaco, foi transferida de um dos três locais de partida (círculos tracejados) para um recipiente fornecedor de recompensas (uvas). O sistema de gravação sem fio registra as atividades cerebrais da cabeça do macaco, e envia as atividades para o receptor sem fio para decodificar o movimento da cadeira de rodas. (B) Esquema das regiões do cérebro a partir do qual foram gravadas regiões envolvidas com velocidade ou direção. (C) Três quadros de vídeo mostram Macaco K dirigindo para o dispensador de uva. O painel da direita mostra as trajetórias de condução média (azul escuro) dos três locais de partida diferentes (círculo verde) para o dispensador de uva (círculo vermelho). As elipses azuis-claro são o desvio-padrão das trajetórias.

É importante observar que diferentemente de outros experimentos anteriores com símios que controlavam membros robóticos, esses primatas não foram treinados previamente. E isso é particularmente relevante para futuras aplicações pois muitas pessoas acometidas por vários tipos de paralisia não conseguem movimentar as próprias mãos ou partes do corpo para treinar o uso de uma nova interface.



Um outro resultado notável do experimento é que os macacos foram melhorando o controle da cadeira com o tempo. A análise dos sinais cerebrais indicavam que os macacos contemplavam a distância até a tigela com uvas. Esse sinal, que não estava presente no início dos testes, demonstrando a enorme flexibilidade do cérebro ao aprender a controlar de um dispositivo móvel totalmente desconhecido, explica Nicolelis.

Nossos dados mostram que a cadeira de rodas começou a ser percebida pelo cérebro do macaco como uma extensão da representação do seu corpo. Essencialmente, a cadeira de rodas está se tornando parte do corpo do macaco.
Miguel Nicolelis

Fonte: Nature, Gizmodo, Daily Mail
[Visto no Brasil Acadêmico]

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