Pesquisadores da Universidade de Minnesota Twin Cities desenvolveram uma tecnologia mais precisa e menos invasiva que permite que amputados movam um braa§o roba³tico usando seus sinais cerebrais em vez de seus maºsculos.

Muitos membros protanãticos comerciais atuais usam um sistema de cabo e arnaªs que écontrolado pelos ombros ou peito, e membros mais avana§ados usam sensores para captar movimentos musculares sutis no membro existente do paciente acima do dispositivo. Mas ambas as opções podem ser complicadas, pouco intuitivas e levar meses de prática para que os amputados aprendam a movaª-los.

Pesquisadores do Departamento de Engenharia Biomédica da Universidade, com a ajuda de colaboradores da indaºstria, criaram um pequeno dispositivo implanta¡vel que se conecta ao nervo perifanãrico no braa§o de uma pessoa. Quando combinado com um computador de inteligaªncia artificial e um braa§o roba³tico, o dispositivo pode ler e interpretar sinais cerebrais, permitindo que amputados de membros superiores controlem o braa§o usando apenas seus pensamentos.

O artigo mais recente dos pesquisadores foi publicado no Journal of Neural Engineering , uma revista cienta­fica revisada por pares para o campo interdisciplinar da engenharia neural.

"a‰ muito mais intuitivo do que qualquer sistema comercial dispona­vel", disse Jules Anh Tuan Nguyen, pesquisador de pa³s-doutorado e Ph.D em engenharia biomédica da Universidade de Minnesota Twin Cities. graduado. "Com outros sistemas protanãticos comerciais, quando os amputados querem mover um dedo, eles não pensam em mover um dedo. Eles estãotentando ativar os maºsculos do braa§o, já que éisso que o sistema laª. Os sistemas exigem muito aprendizado e prática . Para nossa tecnologia, porque interpretamos o sinal nervoso diretamente, ela conhece a intenção do paciente. Se eles quiserem mover um dedo, tudo o que precisam fazer épensar em mover esse dedo."

Nguyen vem trabalhando nesta pesquisa hácerca de 10 anos com o Professor Associado do Departamento de Engenharia Biomédica da Universidade de Minnesota, Zhi Yang, e foi um dos principais desenvolvedores da tecnologia de chip neural.

O projeto começou em 2012, quando Edward Keefer, neurocientista da indústria e CEO da Nerves, Incorporated, abordou Yang sobre a criação de um implante de nervo que poderia beneficiar amputados. A dupla recebeu financiamento da Agência de Projetos de Pesquisa Avana§ada de Defesa (DARPA) do governo dos EUA e, desde então, realizou vários ensaios clínicos bem-sucedidos com amputados reais.

Os pesquisadores também trabalharam com o escrita³rio de Comercialização de Tecnologia da Universidade de Minnesota para formar uma startup chamada Fasikl osuma brincadeira com a palavra “fasca­culo”, que se refere a um feixe de fibras nervosas ospara comercializar a tecnologia.

"O fato de podermos impactar pessoas reais e um dia melhorar a vida de pacientes humanos érealmente importante", disse Nguyen. "a‰ divertido desenvolver novas tecnologias, mas se vocêestãoapenas fazendo experimentos em um laboratório, isso não afeta diretamente ninguanãm. a‰ por isso que queremos estar na Universidade de Minnesota, nos envolvendo em ensaios clínicos. três ou quatro anos, tive o privilanãgio de trabalhar com vários pacientes humanos . Posso ficar realmente emocionado quando posso ajuda¡-los a mover o dedo ou ajuda¡-los a fazer algo que eles não achavam possí­vel antes."

Grande parte do que faz o sistema funcionar tão bem em comparação com tecnologias semelhantes éa incorporação de inteligaªncia artificial, que usa aprendizado de ma¡quina para ajudar a interpretar os sinais do nervo.

"A inteligaªncia artificial tem a tremenda capacidade de ajudar a explicar muitos relacionamentos", disse Yang. "Essa tecnologia nos permite registrar dados humanos, dados nervosos, com precisão. Com esse tipo de dados nervosos, o sistema de IA pode preencher as lacunas e determinar o que estãoacontecendo. Isso éuma coisa muito grande, poder combinar esse novo chip tecnologia com IA. Ela pode ajudar a responder a muitas perguntas que não consegua­amos responder antes."

A tecnologia traz benefa­cios não apenas para amputados, mas também para outros pacientes que sofrem de distúrbios neurola³gicos e dores crônicas. Yang vaª um futuro em que cirurgias cerebrais invasivas não sera£o mais necessa¡rias e os sinais cerebrais podera£o ser acessados ​​atravanãs do nervo perifanãrico .

Além disso, o chip implanta¡vel tem aplicações que va£o além da medicina.

No momento, o sistema requer fios que passam pela pele para se conectar a  interface externa de IA e ao braa§o roba³tico . Mas, se o chip pudesse se conectar remotamente a qualquer computador, daria aos humanos a capacidade de controlar seus dispositivos pessoais osum carro ou telefone, por exemplo oscom suas mentes.

"Algumas dessas coisas estãorealmente acontecendo. Muitas pesquisas estãopassando do que estãona chamada categoria 'fantasia' para a categoria cienta­fica", disse Yang. "Esta tecnologia foi projetada para amputados, com certeza, mas se vocêfalar sobre seu verdadeiro potencial, isso pode ser aplica¡vel a todos nós."