Braço robótico controlado pela mente proporciona ao usuário sensações táteis


Diariamente pegamos objetos com as mãos, seja uma caneca de café, o celular ou até mesmo uma caneta, e sentimos o peso e as texturas que esses objetos possuem. Essas ações, de sentir no ato ao tocar ou segurar alguma coisa, parecem ser comuns para muitas pessoas que possuem total controle sensorial e motor de seus braços e mãos. No entanto, essas tarefas são muito mais difíceis quando uma pessoa usa uma prótese de braço. 

Para isso, pesquisadores da Universidade de Pittsburgh, nos Estados Unidos, descobriram que uma  interface cérebro-computador pode fornecer estímulo cerebral para melhorar o controle de um braço robótico de um paciente. A simulação de sensações táteis torna mais fácil a manipulação do braço robótico controlado pelo cérebro ao realizar movimentos. O artigo do estudo foi publicado na revista científica Science

Nos primeiros experimentos realizados em laboratório, os braços robóticos com percepção tátil diminuíram pela metade o tempo gasto para segurar ou deslocar objetos. O tempo médio para realizar a ação era de 20,9 segundos e passou para 10,2 segundos. 

“Em certo sentido, isso é o que esperávamos que acontecesse – mas talvez não no grau que observamos. O feedback sensorial de membros e mãos é extremamente importante para fazer coisas normais em nossas vidas diárias e, quando esse feedback está faltando, o desempenho das pessoas é prejudicado”, apontou Jennifer Collinger, professora e co-autora sênior do estudo. 

Experimento

O braço robótico é operado por meio de uma interface cérebro-computador, que também possui um sistema de implantes cerebrais de uma área do cérebro responsável pela resposta sensorial. O participante do estudo, Nathan Copeland, perdeu os movimentos dos braços após sofrer um acidente de carro. Copeland, que tem paralisia do peito para baixo, é a primeira pessoa no mundo a receber os implantes sensoriais. 

O processo consiste em implantar minúsculos arranjos de eletrodos no córtex motor de seu cérebro e também em seu córtex somatossensorial – uma parte do cérebro que processa sensorialmente informações do corpo. Esses arranjos possibilitam que ele controle o braço robótico usando a mente e receba respostas sensoriais táteis, que é semelhante a como os circuitos neurais operam quando a medula espinhal de uma pessoa está intacta, indica o estudo.

“Eu já estava bastante familiarizado tanto com as sensações geradas pela estimulação quanto com a execução da tarefa sem estimulação. Mesmo que a sensação não seja ‘natural’ – parece uma pressão e um leve formigamento – isso nunca me incomodou. Não havia realmente um ponto em que eu sentisse que a estimulação era algo a que eu tinha que me acostumar”, disse Copeland.

Para conseguir estimular regiões sensoriais do cérebro, os pesquisadores usaram pequenos pulsos elétricos que podem evocar sensações em regiões distintas da mão de uma pessoa, combinando a leitura das informações  cerebrais para controlar o movimento do braço robótico com a escrita de informações de volta para fornecer feedback sensorial imediatamente.

Uma interface cérebro-computador foi submetida a uma série de testes, nos quais consistiam em pegar e transferir diversos objetos de uma mesa para outra plataforma mais elevada. Ao usar a simulação, o participante pôde completar tarefas duas vezes mais rápido em comparação com os testes sem estimulação. 

“Não queríamos restringir a tarefa removendo o componente visual da percepção. Quando mesmo a sensação limitada e imperfeita é restaurada, o desempenho da pessoa melhorou de forma bastante significativa”, disse o co-autor sênior do estudo e professor, Robert Gaunt.

Ele ainda ponderou apontando que são necessários aprimoramentos “Ainda temos um longo caminho a percorrer em termos de tornar as sensações mais realistas e levar essa tecnologia para as casas das pessoas, mas quanto mais perto pudermos chegar de recriar as entradas normais para o cérebro, melhor seremos”.


Foto: Pexels


Bruna Faraco
Jornalista formada pela Pontifícia Universidade Católica do Rio Grande do Sul (PUCRS), radialista e fotógrafa.

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