Os cientistas já estão testando dispositivos únicos que abrem perspectivas imensas para os humanos.
- Cybermedicina é a introdução de vários dispositivos no corpo humano que ajudam a corrigir deficiências físicas, combater doenças graves e suas consequências, em uma palavra, prolongar uma vida normal e plena tanto quanto possível - explica o chefe do laboratório do Instituto de Atividade Nervosa Superior e Neurofisiologia da Academia Russa de Ciências, Doutor em Ciências Biológicas, Professor Alexander Frolov.
O principal cientista está empenhado no estudo da estrutura do cérebro ao nível dos neurônios, no desenvolvimento de interfaces cérebro-computador e seu uso para a reabilitação de pacientes após lesões e doenças. Como parte da Palestra Científica - 2045, que acontece em Moscou, o especialista falou sobre as últimas conquistas no campo da cibermedicina na Rússia e em outros países, bem como sobre as perspectivas empolgantes que se abrem para a humanidade.
VER COM O CÉREBRO
“As próteses renais já são amplamente utilizadas em todo o mundo: aparelhos que substituem esses órgãos podem funcionar no corpo humano por até 40 anos”, lembra o cientista. - De 2 a 7 anos, um coração artificial é capaz de sustentar a vida humana. Próteses pulmonares e hepáticas estão sendo ativamente desenvolvidas. No entanto, os sucessos aqui não são tão impressionantes: o principal órgão respiratório "vive" não mais do que 6 meses, e o fígado funciona apenas 4 dias. Mas isso é apenas o começo.
Ao mesmo tempo, a cibermedicina conseguiu fazer algo que confunde a imaginação e ainda parece a muitos ficção científica: próteses do mais complexo sistema de órgãos visuais.
Como você sabe, muitas vezes as pessoas ficam cegas devido à morte das células da retina - é a concha do olho que percebe a imagem e a converte em impulsos nervosos. Eles são transmitidos ao cérebro, descriptografados lá, e obtemos as imagens visuais usuais de objetos - nós os vemos. Para aqueles que foram privados dessa oportunidade devido a ferimentos ou doenças, o cientista e oftalmologista americano William Dobelle, de Nova York, criou um dispositivo único.
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“Uma pessoa coloca óculos nos quais uma pequena câmera de televisão é colocada, e o sinal óptico dela vai para um eletrochip implantado no córtex visual do cérebro na parte de trás da cabeça”, explica Alexander Frolov. - O chip é constituído por eléctrodos, quando excitados surgem lampejos de luz - os fosfenos (pode imaginá-los pressionando ligeiramente o olho fechado). Assim, a imagem visual proveniente da câmera de TV é convertida em um determinado conjunto de flashes de luz. A princípio, parecem caóticos e desordenados para uma pessoa, mas com o treinamento e uso no cotidiano, o cérebro começa a reconhecer e se acostumar com o fato de que cada objeto corresponde a um ou outro modelo de flashes.
“Foram realizadas cerca de 20 operações, com sucesso, um dos pacientes até conseguia dirigir um carro”, conta o professor Frolov. Em 2004, o Dr. Dobelle, que fundou seu instituto em Nova York, morreu, mas seus colegas nos Estados Unidos e em outros países continuam pesquisando para que os cegos possam obter imagens mais completas do mundo ao seu redor.
COMO O PENSAMENTO DE POTÊNCIA CONTROLA UM ROBÔ
No laboratório de Alexander Frolov, foi realizado um experimento: uma malha encefalográfica é colocada na cabeça de uma pessoa, que lê os sinais elétricos do cérebro e os transmite a um computador para reconhecimento. O sujeito está sentado em frente à tela, o alvo é definido no monitor, e é sugerido trazer o cursor até ele … pelo poder do pensamento.
“Quando imaginamos um determinado movimento, um sinal elétrico correspondente aparece no cérebro”, explica o professor. "Se você captar este sinal e descriptografá-lo com um computador, pode enviar o comando necessário para algum dispositivo externo e, assim, controlá-lo."
Um algoritmo semelhante foi usado na prática por um dos pioneiros da neurocibernética, o professor John Donahue, da Brown University (EUA). Dois pacientes - uma mulher de 58 anos paralisada há mais de 15 anos e um homem de 66 anos que foi completamente imobilizado após um acidente vascular cerebral - tiveram neurochips implantados no córtex motor. Os sinais do cérebro foram para um computador, processados e transmitidos para um manipulador - um robô na forma de uma mão.
Os pacientes deviam imaginar que estavam movendo a mão artificial na direção certa. A mulher treinou por 4 dias e, como resultado, foi capaz de pegar de forma independente com sua mão robótica e trazer para si uma garrafa térmica de café. O homem conseguiu dominar a prótese com mais rapidez: logo conseguiu controlar o manipulador com o poder do pensamento para que os dedos cibernéticos agarrassem e apertassem a bola de espuma.
“Estamos perto de retornar aos paralíticos a capacidade de realizar ações rotineiras que bilhões de pessoas realizam na vida cotidiana, sem pensar em como isso funciona”, disse Donahue em uma entrevista. Os cientistas agora estão trabalhando para criar um braço artificial com controle mais rápido e flexível.
PRÓTESE PODE "SENTIR"
“A prótese cibernética está sendo desenvolvida em todo o mundo para aqueles cujos braços ou pernas foram amputados”, continua Alexander Frolov. Um dos exemplos mais marcantes é o corredor sul-africano Oscar Pistorius. Com próteses no lugar de ambas as pernas, venceu muitos Jogos Paralímpicos e até competiu com sucesso com atletas saudáveis.
Além disso, durante vários anos, Pistorius foi proibido de participar de corridas normais sob o pretexto de que próteses únicas proporcionam vantagens sobre as pernas humanas. Mas então a proibição foi suspensa (agora Pistorius é acusado do assassinato de sua namorada, uma modelo fotográfica, ele está sendo julgado).
No ano passado, o famoso "homem ciborgue" Nigel Ekland veio para a Rússia. Em uma entrevista coletiva, ele mostrou aos repórteres como manipula habilmente uma prótese biônica, substituindo um braço direito amputado do cotovelo. Nigel serve-se plenamente na vida cotidiana: cozinha, dirige um carro, digita em um computador.
“Tudo o que tenho a fazer é imaginar, digamos, que estou beliscando uma bola. Um sinal do cérebro entra no músculo do coto, que se contrai e transmite um impulso ao motor da prótese. Então, os cyberpicks dobram e eu posso pegar algo”, explica Ekland.
Agora os cientistas estão entrando no próximo estágio: criar um sistema que transmitirá sinais não apenas do cérebro para um dispositivo externo, mas também na direção oposta. Ou seja, por meio de um computador, o cérebro será capaz de reconhecer as propriedades dos objetos que a prótese toca. Na verdade, uma pessoa aprenderá a “sentir” sua mão artificial!
“Para isso, será necessário equipar o sistema com receptores que captarão mudanças na configuração de um objeto, receberão sinais táteis - tudo isso permitirá transmitir uma sensação de sentimento ao cérebro”, retrata Aleksandr Frolov.
Com isso, o manejo das próteses ficará o mais próximo possível da ação plena das mãos e pés humanos. Robôs altamente sensíveis podem ser usados para as operações mais complexas na medicina, pesquisa e desenvolvimento e outras áreas de nossa vida.
CÉREBRO + COMPUTADOR PARA RECUPERAÇÃO APÓS STROKE
O número de pacientes com hemorragias cerebrais está crescendo tanto em nosso país como em todo o mundo. Uma das consequências mais graves de um acidente vascular cerebral é a paralisia, que ocorre devido a danos na área motora do cérebro. Nesses casos, a medicina cibernética pode ajudar na reabilitação. Este é o projeto em que a equipe do Professor Frolov está trabalhando atualmente sob os auspícios do Ministério da Saúde com co-financiamento da Fundação Russa para Pesquisa Básica (RFBR).
“Está provado que quando uma pessoa imagina os movimentos de seus braços ou pernas, as mesmas partes do cérebro são ativadas como em movimentos reais”, diz Alexander Alekseevich. Durante o treinamento, os pacientes são colocados em capuzes encefalográficos que leem os sinais do cérebro, e as partes do corpo que precisam ser "mexidas" são inseridas em um exoesqueleto - um dispositivo conectado a um computador e que repete a forma do corpo.
A pessoa é solicitada a imaginar, digamos, abrindo a mão - porque depois de um golpe, as mãos costumam ser comprimidas e não podem ser endireitadas por conta própria (isso é chamado de espasticidade). Por meio de um computador, um sinal do cérebro é transmitido para o exoesqueleto usado na mão, e o dispositivo abre a mão. “A importância desse procedimento é que quando um movimento imaginário coincide com a realidade - mesmo que seja feito com a ajuda de um dispositivo externo, ocorrem mudanças plásticas únicas no cérebro - processos que restauram a função motora”, explica o professor Frolov.
Até o momento, essa é uma tecnologia experimental que envolve 20 pacientes. Presume-se que os estudos clínicos do novo método de reabilitação durarão mais três anos. Se sua eficácia for confirmada na maioria dos pacientes, então a tecnologia cibernética pode ser introduzida nos padrões russos oficiais para reabilitação de AVC.
