Em breve, ele estremecerá a comunidade científica com a publicação de um estudo que abre caminho para recuperar o movimento de paralíticos. Nicolelis já tinha feito macacos controlarem com o cérebro um braço mecânico para jogar videogame e no mês passado, pela primeira vez, reproduziu a experiência com seres humanos na Universidade de Duke. "Criamos um método para registrar a atividade de centenas de células cerebrais simultaneamente e conseguir olhar, pela primeira vez na história da neurociência, como um grande circuito neural funciona. Tudo o que fazemos depende da atividade elétrica coordenada de milhões de células, espalhadas pelo cérebro, que definem nossa memória, nossos anseios, nossos medos, movimentos e falas. Tudo o que representa a atividade humana e de outros mamíferos depende de grandes circuitos cerebrais. Um dos grandes mistérios é como estes circuitos funcionam. Essa é a grande fronteira e foi o que identifiquei como a grande questão da ciência moderna. Todo mundo achou que eu era louco na época."
O que foi mostrado é que com esta técnica pode-se treinar um animal para usar sua atividade cerebral para controlar um braço mecânico. O animal aprendia a usar o braço mecânico para jogar uma grande variedade de videogames. "O animal aprendia com informações que recebia do robô. Temos evidências de que o cérebro do animal incorporou esse braço mecânico como se fosse um terceiro braço. A partir daí, ele não tinha dificuldade para utilizar o braço mecânico ou o seu próprio braço. Quando aprendia que podia usar o braço mecânico, ele relaxava totalmente os músculos de seu próprio braço e confiava no braço mecânico para realizar as tarefas. Isso ofereceu uma prova de que pacientes que não podem se mexer mas conseguem pensar em como se mexer, já que o aparato cerebral ainda está presente, um dia vão recuperar os movimentos. Se você tem uma lesão na medula, a razão pela qual você não pode se mexer é que os sinais produzidos no cérebro não chegam nos músculos. Nossa idéia é criar um desvio dessa lesão e pegar os sinais que estamos tirando do cérebro e enviá-los para um braço mecânico ou para o próprio braço do paciente e assim reproduzir suas intenções motoras.
"Ainda não fiz um paralítico andar, mas é o grande sonho, estamos chegando lá. Vai acontecer mais depressa do que imaginamos. Os cientistas aprendem a não fazer previsões do futuro, mas tenho a sensação de que com a experiência das últimas semanas cortamos em alguns anos o futuro. Esta pesquisa específica começou há sete anos. Um marcapasso cerebral transmitiria sinais do cérebro para um braço mecânico que não precisará estar do lado do paciente. Mostramos que um macaco podia controlar um braço mecânico aqui na Universidade e pela internet, enviamos os sinais para o MIT, em Boston. O robozinho de Boston foi controlado ao mesmo tempo do que o de Duke pelo macaco". O estudo, coordenado pelo neurocientista brasileiro Miguel Nicolelis, foi publicado na primeira edição da revista eletrônica Public Library of Science - Biology (PloS Biology). Sua equipe demonstrou como duas fêmeas de macaco rhesus foram capazes de aprender a manipular um braço mecânico por meio de dispositivos de interface entre cérebro e máquina (BMIs na sigla em inglês).
Antes de começar os testes com os BMIs, os cientistas treinaram durante meia hora os macacos para realizarem tarefas que consistiam em alcançar e segurar objetos representados num monitor (a essas ações correspondia o movimento de um braço mecânico real). Nessa primeira fase, a manipulação dos objetos era controlada por um joystick. Durante os testes, foram medidos e registrados pelos eletrodos implantados nos macacos os tipos de sinais cerebrais que indicavam a posição, força e velocidade da mão e os eletromiogramas de diversos músculos (registro gráfico dos potenciais elétricos gerados pelo músculo durante sua ativação). O chip interpreta as ondas cerebrais por uso de modelos matemáticos em tempo real. "Isso é algo que só nós desenvolvemos. Os modelos matemáticos rodam em tempo real e permitem fazer a tradução dos sinais elétricos do cérebro para comandos computacionais que o robô pode entender. Criamos a interface cérebro-máquina"
Numa segunda etapa, a ação passou a ser controlada diretamente pelos sinais cerebrais dos macacos (mediados pelos BMIs), e não mais pelo joystick. Esses sinais eram decodificados matematicamente por um computador graças à comparação com o registro anterior dos parâmetros motores. Por algum tempo, os animais continuaram mexendo o joystick, mas logo aprenderam que não precisavam comandá-lo para mover os objetos no monitor e, assim, manipular o braço mecânico. A análise dos sinais cerebrais mostra que os macacos assimilaram o braço mecânico como se fosse seu próprio membro, o que mostra a grande plasticidade de seu cérebro. A incorporação de ferramentas como extensão do organismo também ocorre em seres humanos. Carros, por exemplo, estão tão inseridos em nosso cotidiano que são percebidos como extensão de nosso corpo. Com a análise dos sinais nervosos durante os testes, os cientistas perceberam que os circuitos cerebrais se reorganizavam para se adaptar à nova situação. As propriedades fisiológicas dos neurônios mudavam quando o modelo de controle era transferido, o que reflete mais uma vez a maleabilidade do cérebro mesmo em indivíduos adultos e não só em jovens, como se imaginava anteriormente. Embora ainda não esteja claro em que regiões do cérebro os eletrodos devem ser instalados para a execução eficaz do movimento, os pesquisadores sugerem que as mais indicadas seriam as áreas frontal e parietal, pois o comando de movimentos musculares complexos se dá nessas regiões.
Miguel Nicolelis, que tem vindo freqüentemente ao Brasil, está empenhado na construção do Instituto Internacional de Neurociências de Natal, RN. Em 2004 o Conselho Universitário da UFRN fez a concessão definitiva dos 100 hectares para a contrução do complexo: Instituto de Pesquisa, Escola para toda a vida e Centro de Acompanhamento Mental Infanto-Juvenil. Nicolelis foi apontado na lista da ‘Scientific American’, The 2004 Scientific American 50 List of Winners, na área de neurociências.
O Instituto Internacional de Neurociência de Natal (IINN) começou a funcionar em meados de 2006. Ocupa nesse instante um prédio alugado de 1.500 metros quadrados numa rua simples da capital do Rio Grande do Norte, bem próxima à Favela Viasul, enquanto vão subindo as formas mais ambiciosas e sólidas de sua sede própria no campus da Escola Agrícola de Jundiaí, pertencente à Universidade Federal do Rio Grande do Norte (UFRN), em Macaíba, pequena cidade a uns 20 quilômetros de Natal. São três prédios, explique-se, porque um é destinado ao centro de saúde materno-infantil do projeto, outro ao centro de pesquisa propriamente e um terceiro ao centro de educação comunitária. Por aí já se percebe que Nicolelis e seus companheiros mais próximos pensam a pesquisa de ponta articulada com ação social, e disso eles não fazem nenhum segredo. Tanto que na sala de espera da sede atual do IINN, que também abriga a Associação Alberto Santos Dumont para Apoio à Pesquisa (AASDAP), uma placa na parede informa aos visitantes que essa organização de sociedade civil de interesse público (Oscip), criada por eles em 17 de abril de 2004 justamente para viabilizar o instituto, “tem como objetivo a gestão de recursos próprios e de terceiros para a implantação de projetos sociais e de pesquisa científica”. Prossegue: “Fundamenta-se na concepção de que a ciência de ponta pode, em países em desenvolvimento como o Brasil, servir como um poderoso agente de transformação social e econômica de comunidades localizadas em regiões carentes do território nacional”.
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