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Tecnologia

Robótica adaptada ao corpo humano

Pesquisadores da USP avançam na criação de eletrodos feitos de material compatível com o organismo do homem e acionados por sinais de rádio. Os equipamentos podem ajudar no desenvolvimento de próteses movidas pelo pensamento

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postado em 11/10/2012 08:00 / atualizado em 10/10/2012 12:35

Alfredo Durães /

Belo Horizonte —
Na letra da música Índios, feita na década de 1980, o cantor e compositor Renato Russo, da banda Legião Urbana, tascou a frase: “E o futuro não é mais como era antigamente”. Passadas mais de duas décadas, o verso continua em pleno uso e o futuro cumpre, fielmente, seu papel, ou seja, ser incerto. No entanto, a força brutal da tecnologia, que se impõe cada vez mais no presente, demonstra que o amanhã se torna, a cada dia, muito mais imprevisível. Bem mais do que imaginou (ou desconstruiu) o cantor. No campo da tecnologia, não é mais possível fazer previsões aproximadas. Para ficar com um exemplo simples, basta lembrar que nos últimos tempos surgiram telefones celulares, smartphones e iPads, equipamentos absolutamente impensáveis poucos anos atrás. Na época em que Russo gravou sua canção, esses aparelhos estavam muito mais para a ficção científica e o desenho animado Os Jetsons do que para a realidade palpável.

Nessa seara, é preciso incluir as pesquisas que aliam a medicina à tecnologia, que a cada dia criam pequenas máquinas a serem acopladas ao corpo humano e, assim, melhorar seu funcionamento. Nos últimos tempos, esses estudos fizeram surgir, por exemplo, inventos como os aparelhos para combater a surdez e o bom e velho marca-passo, ambos já com anos de estrada. No entanto, o desafio atual são os chamados impulsos cerebrais aliados a chips, vistos como possíveis armas no combate a males físicos e de mobilidade. Essa linha de investigação pode dar origem a aparelhos que ajudem,  por exemplo, um tetraplégico a mover os braços ou a até mesmo caminhar, a partir da combinação de funções entre neurônios, chips e próteses robóticas.

Não é possível dizer que essa espécie de tecnologia será  realidade num futuro próximo. Como também é impossível afirmar que não será. Nesse caminho, pesquisadores do Instituto de Ciências Matemáticas e de Computação (ICMC) da Universidade de São Paulo (USP), em São Carlos, buscam desenvolver chips implantáveis (com cerca de 1cm²), que permitam a substituição (ou interação) de partes do corpo por equipamentos eletrônicos com o uso de carbeto de silício (3C-SiC), material que não provoca reações adversas no organismo.

O estudo Projeto e fabricação de chips implantáveis utilizando materiais biocompatíveis para interfaces cibernéticas avançadas é desenvolvido em parceria com a Universidade do Sul da Flórida (USF), nos Estados Unidos, visando ao intercâmbio de cientistas e alunos de graduação na área de biocibernética. Ele é aprovado pelo programa Ciência sem Fronteiras, do governo federal, na categoria visitante especial. As interfaces cérebro-máquina já auxiliam a vida de milhares de deficientes físicos em todo o mundo. Segundo um dos autores do projeto, o professor do ICMC Mario Gazziro, “na prática, implantes cocleares (auditivos) são usados por cerca de 120 mil pessoas no mundo, além de 80 mil usuários dos implantes conhecidos como ‘estimulação profunda do cérebro’, para auxiliar no tratamento do mal de Parkinson e dores crônicas”.

Solução de problemas
Mas o que é mesmo essa tecnologia e como ela funciona no corpo humano? De acordo com Gazziro, embora interfaces cérebro-máquina já sejam utilizadas em diversas áreas da medicina de reabilitação e tratamento, não existe uma solução prática para a interação delas com o córtex-motor. “Mesmo que diversos cientistas no mundo tenham provado que isso é possível — incluindo o cientista brasileiro Miguel Nicolelis, professor titular do Departamento de Neurobiologia e codiretor do Centro de Neuroengenharia da Universidade Duke (EUA) —, todos enfrentam o problema de biocompatibilidade a longo prazo dos eletrodos, que são os dispositivos que entram em contato com os neurônios”, diz Gazziro. Outro desafio é abrir mão do uso de fios nos projetos e fazer com que eles funcionem por mais tempo dentro do corpo humano. Segundo ele, a proposta desenvolvida na USP São Carlos busca justamente resolver esses três problemas, desenvolvendo uma nova classe de eletrodos.

Gazziro conta que a questão da biocompatibilidade foi solucionada pelo professor Stephen Saddow, da USF, que participa do projeto como visitante. A equipe do norte-americano estudou diversos materiais semicondutores para descobrir que o carbeto de silício tem as propriedades necessárias para o desenvolvimento de uma interface cerebral. Depois de 30 dias de implantação, o 3C-SiC não causou grandes problemas ao tecido neural das cobaias. O material também confere mais tempo de duração ao chips. Já a utilização dos fios está sendo contornada com o desenvolvimento de um sistema que faça os eletrodos funcionarem por meio de sinais de rádio.

 O professor Dilvan de Abreu Moreira, do Departamento de Ciências de Computação do ICMC, é o coordenador técnico do projeto. Participam também Carlos Alberto dos Reis Filho, da Universidade Federal do ABC, e Claudius Feger, do Centro de Pesquisas da IBM de São Paulo. A IBM, gigante americana na área de tecnologia, se interessou pelo projeto, pois, se o experimento for um sucesso, será preciso industrializar o processo de fabricação de chips com carbeto de silício. Para Gazziro, a solução do biochip poderá ser usada em esqueletos artificiais feitos de metais resistentes que ampliam a capacidade física de portadores de deficiência. “Bastará o leitor dos sinais do chip enviar os comandos captados no cérebro para que eles substituam o papel do membro não funcional”, diz.

Com a força da mente

O neurocientista brasileiro Miguel Nicolelis, da Universidade de Duke, é autor de alguns dos mais avançados estudos sobre as chamadas interfaces cérebro-máquina. Em junho do ano passado, ele e sua equipe publicaram um artigo na revista Nature no qual comprovaram que macacos que tiveram chips implantados no córtex conseguiram, apenas com a força do pensamento, comandar avatares que apareciam na tela de uma tevê, como num videogame em que o joystick era a mente. Além disso, se o boneco comandado pelas cobaias passasse a mão em algum alvo específico na tela, a máquina enviava impulsos elétricos de volta ao cérebro do animal, que experimentava uma sensação. Nicolelis chamou esse sistema de cérebro-máquina-cérebro. Na ocasião, ele afirmou que planeja usar a tecnologia para construir um exoesqueleto (espécie de armadura) que seria vestido por uma criança paraplégica. Ao comandar esse equipamento com seu cérebro, a criança poderá mover as pernas e dar o pontapé inicial da Copa do Mundo de 2014. E ao tocar a bola, a armadura enviará um sinal para o cérebro da criança, fazendo com que ela sinta o chute.
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