Um novo dispositivo restaura a sensação de toque em amputados

Um sofisticado sistema de feedback sensorial desenvolvido no Instituto Federal Suíço de Tecnologia em Lausanne (EPFL) permitiu que um grupo de pessoas com mãos amputadas pode sentir novamente em seu membro fantasma, como calor.

Os pesquisadores Silvestro Micera e Solaiman Shokur incorporaram uma nova resposta sensorial em próteses biônicas. O objetivo era proporcionar aos amputados uma sensação tátil mais realista. Portanto, eles tentaram introduzir percepção de temperatura no que eles “jogam”. Para sua surpresa, o aparelho superou suas expectativas.

Até essa descoberta, os pacientes com membros amputados não conseguiam perceber a temperatura por meio da mão fantasma. Mas, aplicando o feedback sensorial térmico de forma não invasiva, através de eletrodos térmicos (ou “thermodes”) colocados contra a pele do braço residual, os pacientes relatam senti-lo.

“Quando toco no toco, sinto um formigamento na mão que falta, a mão fantasma. Mas sentir uma mudança de temperatura é outra coisa, algo importante… maravilhoso”, diz Francesca Rossi, em comunicado divulgado pela EPFL. Nascida em Bolonha (Itália), foi uma das pessoas que participaram do estudo e que puderam experimentar uma mudança de temperatura em sua mão fantasma. “O feedback sensorial térmico é uma sensação agradável, porque você sente todo o seu membro fantasma. Não parece mais um fantasma, está lá de novo”, diz ele.

A tecnologia, resultado de uma colaboração entre EPFL, Scuola Superiore Sant’Anna e Centro Protesi Inail, foi testada com sucesso em 17 pacientes, de um total de 27 pessoas. Estes relataram ser capazes de sentir o calor ou o frio de um objeto e indicar se estiverem em contato com cobre, plástico ou vidro. Os resultados foram publicados na prestigiosa revista Ciência.

“O que é especialmente importante é que os pacientes percebam sensações térmicas fantasmas assim como com a mão intacta“, explica Solaiman Shokur, professor sênior da EPFL e codiretor do estudo. Pessoas sem membros amputados sentem calor em um ponto localizado em suas mãos, e esse desenvolvimento faz com que sintam exatamente isso.

Essa projeção de sensações térmicas no membro fantasma abriu caminho para o desenvolvimento de uma nova tecnologia biônica. Equipando próteses com feedback sensorial térmico não invasivo que já existia, permite que amputados discernam os objetos que tocam.

“O feedback sensorial térmico é essencial para transmitir informações além do toque. Abre o caminho para o sentimento de afeto. Somos seres sociais para quem o calor desempenha um papel importante”, explica Silvestro Micera, Professor Bertarelli de Neuroengenharia Translacional, professor da EPFL e da Scuola Sant’Anna, e co-diretor do estudo. “Pela primeira vez, depois de muitos anos de pesquisa em meu laboratório, onde mostramos que podemos fornecer informações táteis e posicionais, podemos nos perguntar restaurar toda a gama de sensações finas que pode emanar de uma mão”, afirma.

Chama-se MiniTouch

Os pesquisadores estudaram um sistema anterior chamado MetaTouch que conectou o corpo com mundos digitais e fornecia feedback sensorial térmico diretamente à pele do usuário. Assim, eles decidiram nomear sua tecnologia “MiniTouch”, porque é um sistema projetado especificamente para ser integrado a dispositivos vestíveis, como próteses.

O MiniTouch é um sensor fino e vestível que pode ser conectado ao dedo de uma mão protética. Ao tocar um objeto, ele detecta suas informações sensoriais e, especificamente, a condutividade térmica do objeto. Assim, se o objeto for metálico, ele conduzirá mais calor ou frio do que se for de plástico, por exemplo. Um thermode, em contato com a pele do amputado no braço residual, transmite o perfil de temperatura do objeto tocado pelo sensor conforme ele esquenta ou esfria.

“Quando mencionamos a possibilidade de recuperar sensações térmicas no membro fantasma, ou a possibilidade de sentir o contato de vários materiais, recebemos muitos comentários positivos. No final, conseguimos recrutar mais de 25 voluntários em menos de dois anos “, explica Frederico Morosato, responsável pela organização da parte clínica do estudo no Centro Protesi Inail.

Os cientistas descobriram que pequenas manchas de pele no braço residual projetam sensações para partes específicas da mão fantasma, como o polegar ou a ponta do dedo indicador. Como esperado, a correspondência das sensações térmicas do braço residual com todo o membro fantasma é específica para cada paciente.

Quase dez anos atrás, Silvestro Micera e seus colegas integraram feedback sensorial em tempo real de objetos apreendidos. Os cientistas continuaram a melhorar a resolução do toque, fornecendo informações confiáveis ​​sobre a textura ou a posição dos objetos. Mais importante, eles descobriram que amputados começam a incorporar sua mão protética se receberem feedback sensorial diretamente em seu sistema nervoso intacto. Ao adicionar resfriamento pelo vento, eles estão um passo mais perto de projetar próteses biônicas para reparar o corpo humano. O próximo passo será refinar as sensações térmicas e integrá-las em um aparelho que possa ser adaptado a cada paciente.

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