Pesquisadores da USP desenvolvem chip para que pessoas com deficiência possam voltar a andar

São Paulo - Em Avatar, filme dirigido por James Cameron, o ex-fuzileiro Jake Sully (interpretado por Sam Worthington) é paraplégico. Mas, quando decide participar do Programa Avatar, suas conexões neurais o conectam a um avatar e então o ex-fuzileiro consegue andar. No filme, isso só ocorre quando o cérebro de Sully consegue controlar, de forma virtual, o seu avatar no belo mundo de Pandora.

No mundo real, apesar de muitos estudos científicos sobre o tema, ainda não é possível fazer uma pessoa com as limitações de Jake Sully voltar a andar. Mas cientistas brasileiros estimam que isso pode começar a ocorrer em 2030. A ideia de pesquisadores do Instituto de Ciências Matemáticas e de Computação (ICMC) da Universidade de São Paulo (USP), campus de São Carlos, é que um chip seja implantado na parte mais externa do córtex cerebral. Quando for ativado, esse dispositivo poderá comandar os movimentos de uma pessoa com deficiência física por meio de um exoesqueleto (espécie de esqueleto artificial feito de metais resistentes).

“À medida que um campo magnético mantido fora da cabeça se aproximasse desse chip, ele iria se energizar e passaria a ler e enviar os comandos do cérebro para fora, utilizando essa mesma energia”, explicou em entrevista à Agência Brasil Mario Alexandre Gazziro, professor do Departamento de Ciência da Computação da USP.

O mecanismo está em estudo por um grupo de pesquisadores de São Carlos, do qual participa Gazziro. A pesquisa está sendo desenvolvida em parceria com a Universidade do Sul da Flórida, nos Estados Unidos, com a participação do professor Stephen Saddow. “Certamente essa é a solução mais promissora para fazer com que, por meio de esqueletos mecânicos ou robotizados, paraplégicos e pessoas com outras deficiências voltem a andar de novo”, disse o professor da USP.

Atualmente, segundo ele, o que existe em termos de experimento nesse sentido é a instalação de eletrodos no cérebro. “O que se faz é colocar o eletrodo dentro do cérebro, diretamente, nos experimentos. Não está disponível comercialmente nem [foi] aprovado pela Anvisa [Agência Nacional de Vigilância Sanitária]”, lembrou Gazziro.

O novo chip, no entanto, funcionaria de forma semelhante ao sistema implantado no personagem Neo, do filmeMatrix, mas sem o uso de um fio. “Imagine que aquela conexão na cabeça que é feita neles [personagens do filme] seria feita só de se chegar próximo [à cabeça]. Esta é a nossa proposta: uma interface em que colocamos um chip dentro do cérebro e 'conversamos' com o chip só de chegarmos próximo [a ele]”, disse.

Além do chip sem fio, uma condição para que um paraplégico volte a andar, nessa situação, será o desenvolvimento de exoesqueletos. “Precisará ter um exoesqueleto, um esqueleto [robótico] para movimentar perna e braço. Esse exoesqueleto teria uma antena, escondida embaixo do cabelo. O chip seria colocado em uma região específica do córtex. E a pessoa aprenderia a usar aquele membro eletrônico. Seria como aprender a andar de novo”, explicou o professor. Segundo Gazziro, a tecnologia de criação do exoesqueleto está bem encaminhada.

A pesquisa, que será desenvolvida no instituto durante três anos, pretende focar no desenvolvimento de chipssem fio e de baixo consumo. Eles serão feitos com material biocompatível, como o carbeto de silício, que, segundo a equipe de pesquisa coordenada por Saddow, tem a propriedade necessária para desenvolver uma interface cerebral.

“É um chip especificamente desenhado para ser interligado ao córtex motor. O que fazemos aqui é uma complementação do estudo do professor Miguel Nicolelis [que pretende construir um exoesqueleto robótico, comandado diretamente pelo cérebro, para que pessoas com paralisia voltem a andar], que tem conhecimento das pesquisas feitas em São Carlos. O que fazemos é propor uma solução para tirar o fio que atualmente seria usado em uma interface cerebral”, disse o professor.

O estudo está dividido em duas partes. A primeira aborda a questão da biocompatibilidade, que já foi resolvida pela universidade norte-americana. A outra, considerada um gargalo no mundo científico, trata da redução do consumo de energia pelo chip, o que ficará a cargo dos pesquisadores da USP. “Em parceria com o pessoal do sul da Flórida, estamos desenvolvendo novas técnicas para baixar o consumo do chip de forma que, nos próximos quatro ou cinco anos, consigamos ter um com pouca energia conseguindo funcionar dentro do cérebro”, disse o professor.

Depois de desenvolvido, o chip de baixo consumo será testado em ratos. “Nossa estimativa é que isso [implantar o chip em ser humano com sucesso] possa vir a se tornar corriqueiro no dia a dia em torno de 2030. O processo de validação para humanos leva mais de dez anos. Estamos com o plano de terminar nossos chipsentre 2018 e 2020. A partir daí, serão mais dez anos de estudos clínicos para poder validar para uso comercial”, explicou.

O estudo, denominado Interface Neural Implantável, foi aprovado pelo programa Ciência sem Fronteiras, do governo federal, e tem apoio da Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (Fapesp). “Atualmente temos R$ 250 mil, que acabaram de ser aprovados. E estamos pleiteando mais R$ 2 milhões nos próximos anos. Mas, como vamos usar a fábrica de chip experimental da Flórida, esses R$ 250 mil já vão ser suficientes para fazer os primeiros. Não estamos com carência de recursos. Para cumprir essa meta para os primeiros chips, esse orçamento já cobre. Mas estamos pedindo mais orçamento para aprimorar e construir processos de fabricação industrial aqui”, disse Gazziro.

Além de possibilitar que, no futuro, pessoas com deficiência possam voltar a andar, o projeto pretende impulsionar a pesquisa e a indústria nacional. “Se esse projeto for bem administrado, mantendo a propriedade intelectual e fazendo a transferência para a indústria, ajudará não só as pessoas, mas a indústria médica no país. O interessante seria dar incentivo para que empresas nacionais, via incubadoras, fabricassem esses sistemas, podendo gerar renda [para o país]”, destacou o professor.

Elaine Patricia Cruz
Repórter da Agência Brasil

Edição: Juliana Andrade

Fonte: Agência Brasil