Há 12 anos, um acidente de bicicleta deixou Gert-Jan Oskam, com as pernas paralisadas e os braços parcialmente imóveis depois que sua medula espinhal foi danificada no pescoço.  Agora, graças à tecnologia cerebral de ponta, o homem tetraplégico conseguiu se levantar e andar, graças a um dispositivo que criou uma” ponte digital” entre seu cérebro e os nervos sob a lesão.

O tratamento foi liderado por uma equipe de cientistas suíços e franceses que alcançaram um avanço excepcional na cirurgia neural, e as descobertas foram publicadas ontem na prestigiosa revista científica Nature. Os pesquisadores consideraram o procedimento a primeira conexão ou interface homem-máquina treinada em inteligência artificial.

A descoberta foi apresentada no Centre Hospital Universitaire de Vaud (CHUV), na cidade de Lausanne, na Suíça, onde este primeiro paciente em que foi testado, um holandês de 40 anos chamado Gert-Jan Oskam, caminhou na frente de repórteres.  “Há quatro anos eu nem sonhava com algo assim”, disse o homem emocionado por poder se mexer, conforme relatou a EFE.

A Oskam foi convidada em 2016 por instituições científicas da Suíça para participar do programa, que já havia sido testado em macacos, mas até então não havia sido testado em humanos. O dispositivo, chamado de interface cérebro-espinha, baseia-se em estudos anteriores de Grégoire Courtine, neurocientista do Instituto Federal Suíço de Tecnologia em Lausanne, e colegas.

Em 2018, eles mostraram que, quando combinadas com treinamento intensivo, a tecnologia que estimula a parte inferior da coluna com pulsos elétricos pode ajudar pessoas com lesões na coluna a voltar a andar.

O implante mudou sua vida, disse Oskam: “Na semana passada, precisei pintar algo e não havia ninguém para me ajudar. Então peguei o andador e a tinta e fiz sozinho em pé.” Ele foi um dos participantes desse teste, mas depois de três anos, suas melhorias estagnaram. O novo sistema utiliza o implante espinhal que Oskam já possui e o combina com dois implantes em forma de disco inseridos em seu crânio para que duas grades de 64 eletrodos fiquem contra a membrana que cobre o cérebro.

Gert-Jan passou por operações nas quais foram colocados dois implantes: um na medula espinhal e outro mais complexo, uma interface ou conector entre o cérebro humano e um computador que, por meio de 64 eletrodos, coleta estímulos cerebrais e os traduz em dados digitais. após uma fase de aprendizado tanto do humano quanto da máquina, graças à inteligência artificial neste segundo caso.

Quando Oskam pensa em caminhar, os implantes de crânio detectam atividade elétrica no córtex, a camada externa do cérebro. Este sinal é transmitido sem fio e decodificado por um computador que Oskam usa em uma mochila, que então transmite as informações para o gerador de pulso espinhal.

Depois de receber esses implantes, o paciente era solicitado, em uma etapa que exigia meses de treinamento, a imaginar movimentar as pernas: ao fazê-lo, seu cérebro emitia estímulos que, por meio de algoritmos, eram convertidos em dados que posteriormente chegariam ao seu implante. corda e seria convertido em movimento. “Foi a parte mais difícil, pensar no movimento natural depois de 10 anos sem tentar”, reconheceu Oskam.

A princípio, ele treinou seus movimentos em um avatar (uma versão digital e na tela) de si mesmo, que começou a mover com seus pensamentos e, eventualmente, o sistema assumiu sua própria medula espinhal.

O dispositivo anterior “era mais uma estimulação pré-programada” que gerava movimentos de passos robóticos, disse Courtine, a cientista que liderou o tratamento, observando que “agora é completamente diferente, porque o paciente tem controle total sobre o parâmetro de estimulação, que significa que você pode parar, andar, subir escadas.”

Após cerca de 40 sessões de reabilitação usando a interface cérebro-espinha, Oskam recuperou a capacidade de mover voluntariamente as pernas e os pés. 

Esse tipo de movimento voluntário não era possível apenas após a estimulação da coluna vertebral e sugere que as sessões de treinamento com o novo dispositivo causaram uma maior recuperação nas células nervosas que não foram completamente cortadas durante a lesão.

“A estimulação costumava me controlar e agora eu controlo a estimulação com meu pensamento. Quando eu decidir dar um passo, a simulação será ativada assim que eu pensar nisso”, disse o paciente.

“Em poucos minutos ele conseguia mover o avatar, então resolvemos tentar ver se ele conseguia se levantar, e quando ele deu os primeiros passos quase choramos ao ver que ele tinha sido tão rápido”, lembrou a neurocirurgiã Jocelyne Bloch, outra dos principais gestores do projeto.

O paciente agora caminha com auxílio de um andador, e o sistema cérebro-máquina, que ainda não foi miniaturizado, ainda é volumoso, pois o paciente necessita de fones de ouvido para enviar suas ordens por ondas, e de um aparelho portátil apoiado no andador para decodificá-los antes que eles cheguem à medula espinhal, em questão de dois a três décimos de segundo.

Apesar das melhorias que podem ser implementadas na nova “ponte digital” entre o cérebro e os nervos danificados, trata-se de um enorme avanço para a neurociência, segundo os próprios pesquisadores, devido à importante ligação que se conseguiu entre o cérebro e a máquina, também usando uma tecnologia tão promissora quanto a inteligência artificial.

“O próximo passo é, claro, espalhar essa tecnologia para mais pacientes, e para isso precisamos industrializá-la”, disse Bloch, professor do CHUV e da EPFL e da Universidade de Lausanne (UNIL), outro centro vinculado ao projeto.

Um dos implantes de crânio de Oskam foi removido após cerca de cinco meses devido a uma infecção. No entanto, Bloch, o neurocirurgião do Instituto Federal Suíço de Tecnologia que implantou o dispositivo, observou que os riscos envolvidos são pequenos em comparação com os benefícios. “Há sempre um pequeno risco de infecção ou risco de sangramento, mas são tão pequenos que vale a pena o risco”, diz.

A equipe de Courtine está recrutando três pessoas para ver se um dispositivo semelhante pode restaurar os movimentos do braço.

Houve uma série de avanços no tratamento da lesão medular nas últimas décadas. Um estudo publicado na Nature em fevereiro descobriu que pulsos elétricos direcionados entregues à medula espinhal podem ajudar a melhorar o movimento do braço e da mão após um derrame.

Os pesquisadores que ajudaram Oskam a acreditar que a tecnologia que eles empregaram pode, no futuro, restaurar o movimento de braços e mãos também. Eles também acham que, com tempo e recursos, podem usar o avanço para ajudar pacientes com AVC.