Sei que isso não vai acontecer da noite para o dia, mas sim as pequenas coisas – chegar até o queixo, poder tocar minha outra mão, esfregar minha bochecha quando preciso.
“Era uma tarde de domingo”, contou-nos Keith Thomas, um nativo de Long Island, de 45 anos, sobre seu acidente. “Eu mergulhei no lado errado da piscina e desmaiei.”
A próxima coisa que ele percebeu, diz Thomas, foi que ele estava sendo transportado de avião para um hospital próximo; era julho de 2020, poucos meses após o início da pandemia, e ele quebrou gravemente o pescoço nas vértebras C4 e C5 da coluna. Ele está paralisado do pescoço para baixo desde então, incapaz de mover ou sentir seus membros – isto é, até alguns meses atrás, quando um ensaio clínico inédito trouxe de volta o movimento e a sensação aos seus braços e mãos para o primeira vez em três anos.
Thomas, que vive com quadriplegia, foi o primeiro paciente a receber o que seus médicos chamam de bypass neural duplo, uma nova terapia bioelétrica pioneira nos Institutos Feinstein de Pesquisa Médica da Northwell Health. Liderado por Chad Bouton, professor do Instituto de Medicina Bioeletrônica de Northwell, o novo procedimento experimental envolve uma combinação de IA, implantes de interface cérebro-computador (BCI), computadores externos e tecnologia vestível não invasiva.
Assim como uma cirurgia de ponte de safena cria um desvio para o coração bombear o sangue em torno de um obstáculo, uma ponte de safena neural usa uma combinação de machine learning e sinalização elétrica para redirecionar os sinais neurais de um indivíduo, evitando qualquer barreira que o esteja impedindo de chegar onde está. deveria ir. Um desvio neural duplo, então, redireciona o sinal em apenas um, mas dois lugares: neste caso, as áreas responsáveis pelo movimento e pelo toque.
O objetivo? Para responder a uma pergunta ilusória: como restaurar a comunicação entre o cérebro e o corpo, quando os dois não conseguem mais falar?
“É um problema muito desafiador”, disse Bouton, que também é fundador e CEO de uma empresa de biotecnologia chamada Neuvotion, por videochamada. “Você está observando esses padrões elétricos complexos no cérebro e tentando entender os padrões e extrair informações deles. Queremos saber quando alguém está pensando em mover a mão ou os dedos, e queremos ser capazes de canalizar esses pensamentos para algo útil.”
Bouton e sua equipe referem-se a essa abordagem como “terapia orientada pelo pensamento”, na qual chips embutidos no cérebro do paciente usam machine learning para interpretar a linguagem complexa dos neurônios. Parece ficção científica? Absolutamente. Mas até agora, tem-se mostrado uma promessa inequívoca – e as implicações para os milhões de pessoas em todo o mundo que sofrem de paralisia ou deficiência motora podem ser significativas.
“É frustrante quando alguém olha para seu membro e não consegue fazer o movimento que deseja”, disse Bouton. “Eles estão tentando, e o cérebro sabe que estão tentando, mas as coisas não estão acontecendo. É super frustrante e pode ser deprimente.”
O professor e sua equipe realizaram a primeira cirurgia de bypass neural do mundo em 2016, restaurando com sucesso o movimento dos braços de um paciente que havia quebrado o pescoço nas férias com a família seis anos antes. Mas embora esse procedimento tenha sido capaz de restabelecer a capacidade de movimento – isto é, quando conectado a um computador – ele não trouxe de volta a sensação de sentimento do paciente.
Agora, sete anos depois, o desvio neural duplo foi projetado para fazer as duas coisas: trazer de volta o movimento e a sensação.
No caso de Thomas, ele primeiro teve que passar meses observando movimentos simulados de braços e mãos na tela de um computador, incitando seu cérebro – sem sucesso, na época – a imitar os movimentos. Enquanto isso, os médicos e engenheiros fizeram ressonâncias magnéticas detalhadas de seu cérebro, mapeando as áreas responsáveis pelo movimento do braço e pelo toque das mãos. (Como procurar uma agulha em um palheiro extremamente delicado e cheio de vasos sanguíneos, Bouton nos disse.)
Munidos desses dados, os médicos traçaram um plano para implantar um total de cinco chips BCI: dois na área do cérebro que preside o movimento e três na região responsável pelo tato e pela sensação dos dedos. Os chips passam mensagens bioelétricas decodificadas para o computador, que então envia sinais elétricos para uma série de placas carregadas de eletrodos colocadas na coluna e nos antebraços de Thomas. Finalmente, um punhado de sensores infinitesimais colocados nas pontas dos dedos e nas palmas das mãos de Thomas enviam dados de toque e pressão de volta para a região sensorial do cérebro de Thomas.
“Cada vez que ele pensa em se mover e sentir, na verdade enviamos outro sinal para a medula espinhal, e isso sobrecarrega a medula espinhal”, disse Bouton. “Ele tenta fortalecer as conexões.”
Instalar os chips não foi pouca coisa. Thomas passou por uma cirurgia cerebral aberta de 15 horas em março e, como se isso não bastasse, o morador de Long Island ficou acordado durante grande parte do procedimento, transmitindo verbalmente as sensações que estava sentindo para Bouton e seus cirurgiões. , uma equipe liderada pelos neurocirurgiões de Northwell Ashesh Mehta e Netanel Ben-Shalom.
Mas Thomas “realmente não tinha quaisquer reservas” sobre a cirurgia, lembrou ele, antes de admitir: “até a noite anterior”.
Felizmente, o procedimento foi um sucesso retumbante. A instalação do BCI ocorreu sem problemas e, pela primeira vez desde o acidente, Thomas conseguiu segurar – e sentir – a mão de sua irmã.
“Foi incrível”, lembrou Bouton. “Isso ainda me faz chorar.”
Nos quatro meses desde o procedimento, Thomas recuperou a força total em ambos os braços, tendo mesmo registado uma recuperação de 110 por cento no braço direito. Mas o mais emocionante é que Thomas começou a experimentar uma recuperação natural no antebraço e no pulso – o que significa que a terapia pode ter iniciado os processos de cura inatos do seu sistema nervoso.
“Apenas alguns meses após o início do estudo, ele está obtendo enormes ganhos”, disse Bouton, “dobrando a força do braço e começando a sentir novas sensações no antebraço e até no pulso, mesmo depois de voltar para casa, fora do laboratório, mesmo quando viramos [o computador] desligado.”
Quando contatamos especialistas na área, o entusiasmo pelo sucesso do procedimento – e pelo papel da IA nele – era palpável.
A cirurgia é um “avanço novo e emocionante no campo das interfaces neuroprotéticas da BCI e da medula espinhal”, disse o Dr. Wilson Zachary Ray, vice-presidente executivo do Departamento de Neurocirurgia e chefe de cirurgia da coluna vertebral da Escola de Medicina de Washington em St.Louis, que não esteve envolvido no estudo, disse por e-mail. “Suspeito que esse tipo de inovação em IA e ML terá um crescimento maciço em aplicações clínicas nos próximos 3 a 5 anos”.
“Em algum momento em um futuro não muito distante”, acrescentou Ray, “a ‘tecnologia inteligente’ implantável será integrada à nossa vida diária, semelhante à forma como todos veem nossos smartphones hoje”.
Mas por mais notáveis que sejam esses resultados, eles não deixam de ter ressalvas. Embora Thomas tenha experimentado novas sensações fora do laboratório, o computador precisa estar ligado para que ele consiga se movimentar. E como Bouton nos disse em nossa entrevista, a engenhoca em si não é exatamente minimalista.
“É como a primeira máquina de coração e pulmão”, disse-nos o professor sobre a engenhoca. “Temos algumas partes que estão no corpo, algumas partes que estão na mesa do laboratório e alguns vestíveis”.
Mas com o tempo, diz ele, o objetivo é condensar o tamanho do dispositivo, de preferência ao ponto de ser portátil. A sua empresa, Neuvotion, está trabalhando numa série de tratamentos e dispositivos não invasivos que procuram restaurar a autonomia daqueles que sofrem de deficiência motora e paralisia, entre outras aplicações.
“Nos casos mais desafiadores, como o de Keith”, acrescentou ele, “combinar a tecnologia de interface cerebral com dispositivos não invasivos é poderoso”.
A recuperação também exige muito esforço dos pacientes – sessões de terapia de horas de duração, consultas com especialistas – à medida que reaprendem a movimentar-se e a fortalecer esses movimentos, um dia de cada vez.
“Você tem que ser muito paciente e muito dedicado para querer fazer isso”, disse Thomas. “É um monte de trabalho.” Relatando suas muitas sessões semanais de terapia e visitas a especialistas, ele acrescentou: “É praticamente um trabalho de tempo integral, ser tetraplégico”.
Mas Thomas não se importa. As “estrelas se alinharam” para ele conhecer Bouton, diz ele, e ver os resultados tangíveis de seu esforço foi extraordinário. Se o seu papel nesta pesquisa ajudar outros no futuro, de acordo com Thomas, tudo valerá a pena.
“Todo o esforço que estou fazendo está valendo a pena”, ele nos disse. “Sei que isso não vai acontecer da noite para o dia, mas sim as pequenas coisas – chegar até o queixo, poder tocar minha outra mão, esfregar minha bochecha quando preciso, ligar para as pessoas.” Ele se acalmou por um segundo. “São as pequenas coisas.”
Publicado em 04/09/2023 09h32
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