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O 'Santo Graal' da tecnologia biônica ensina a si mesmo como os amputados se movem

O 'Santo Graal' da tecnologia biônica ensina a si mesmo como os amputados se movem

O "Santo Graal" em neuroprosthetics é fornecer movimento intuitivo, natural e em tempo real com membros biônicos, e um novo estudo mostra como uma equipe de cientistas intrépidos realmente conseguiu.

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O 'Santo Graal' da tecnologia biônica

Avanços anteriores no campo levaram a sistemas controlados pela mente - mesmo aqueles com feedback cinestésico (ou tátil) - mas os sistemas existentes até agora exigiram muito esforço, aprendizado e prática do amputado, relata o MedicalXpress.

O estudo, publicado na revistaCiência, Medicina Translacional, mostra como os cientistas da Universidade de Michigan desenvolveram uma tecnologia neuroprotética capaz de restaurar um senso de movimento intuitivo para amputados a partir da palavra "vá" - sem a curva de aprendizado.

Um grande desafio que ilude os cientistas da biônica controlada pela mente é gerar um sinal nervoso forte e estável para a fixação do membro biônico. Os cientistas sabem que os nervos periféricos - um sistema de nervos minúsculos que se espalham para o cérebro e a coluna vertebral - são capazes de controlar de forma mais precisa e intuitiva os membros biônicos. No entanto, receber um sinal nervoso artificialmente é difícil porque eles são pequenos e significativamente silenciados pelo tecido cicatricial.

A equipe de cientistas da Universidade de Michigan resolveu esse problema envolvendo minúsculos enxertos de músculo ao redor dos braços dos participantes. Os enxertos musculares funcionavam como "interfaces" regenerativas, o que impedia o crescimento do tecido cicatricial e também fornecia uma nova maneira de amplificar os sinais nervosos.

"Até onde sei, vimos a maior voltagem registrada de um nervo em comparação com todos os resultados anteriores", disse Cindy Chestek, professora associada de engenharia biomédica da Universidade de Michigan. "Nas abordagens anteriores, você poderia obter 5 microvolts ou 50 microvolts - sinais muito pequenos. Vimos os primeiros sinais de milivolts."

Potenciando sinais com algoritmos

A equipe da universidade também desenvolveu algoritmos para ajudar o elemento biônico a "aprender" como se adaptar aos movimentos de amputados.

"Você pode fazer com que uma prótese de mão faça muitas coisas, mas isso não significa que a pessoa a esteja controlando intuitivamente. A diferença é quando funciona na primeira tentativa apenas pensando nisso, e é isso que nossa abordagem oferece, "disse Chestek. "Isso funcionou na primeira vez que tentamos. Não há aprendizado para os participantes. Todo o aprendizado acontece em nossos algoritmos. Isso é diferente de outras abordagens."

Os participantes dos testes foram capazes de levantar blocos com uma pegada em pinça, girar o polegar em um movimento contínuo, pegar objetos esféricos e até mesmo jogar Pedra, Papel, Tesoura. "É como se você tivesse uma mão de novo", disse Joe Hamilton, um participante que perdeu um braço em um incidente com fogos de artifício. "Você pode fazer praticamente qualquer coisa que você pode fazer com uma mão real com aquela mão. Isso o traz de volta a uma sensação de normalidade."

Como o mais incrível avanço em neuroprostética por muitos anos, essa tecnologia representa uma mudança de paradigma na forma como a biônica funciona. Claro, sempre há mais a ser feito: "Haverá um longo caminho a partir daqui, mas não vamos parar de trabalhar nisso até que possamos restaurar completamente os movimentos das mãos de pessoas sãs", disse Chestek. "Esse é o sonho da neuroprostética."


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