Pela primeira vez, um dispositivo neural foi utilizado para recuperar a locomoção em primatas paralíticos. Pode levar anos para que os testes clínicos comecem em humanos, mas esse o avanço marca um passo importante nessa direção.
Um novo estudo publicado na revista Nature descreve uma interface de uma neuroprótese que age como uma ponte sem fio entre o cérebro e a espinha, ignorando a lesão. A “interface cérebro-espinhal” recuperou o movimento nas pernas direitas paralisadas de dois macacos Rhesus.
O sistema foi desenvolvido pelo neurocientista Grégoire Courtine e sua equipe da Escola Politécnica Federal de Lausanne, na Suíça, com a ajuda de pesquisadores da Universidade de Bordeaux, Motac Neuroscience e do Centro Hospitalar Universitário Vaudois (CHUV).
Em 2012, Courtine usou um coquetel químico para “re-acordar” a medula espinhal lesionada de ratos paraplégicos, permitindo que eles andassem, corressem e passar obstáculos. Para o último experimento, o time de Courtine escolheu um método diferente, um envolvendo implantes no cérebro e na área da lesão na espinha. É a primeira vez que um dispositivo de prótese neural é usado para recuperar o movimento em primatas e os cientistas estão otimistas que o sistema possa ser adaptado para os humanos.
A paralisia acontece quando uma lesão na medula espinhal impossibilita que os sinais do cérebro que sem do córtex motor (região do cérebro responsável pelo movimento) cheguem aos neurônios que ativam os músculos.
Infelizmente, os nervos da medula espinhal não se recuperam espontaneamente depois da lesão, e os cientistas não tiveram muita sorte ao utilizar técnicas farmacológicas e regenerativas. A Organização Mundial da Saúde estima que algo em torno de 250 mil e 500 mil pessoas sofrem lesões na medula espinhal todos os anos no mundo, destacando o tamanho do problema.
A interface cérebro-espinhal supera a conexão danificada ao servir como ponte na região da lesão – e faz isso em tempo real e por meio de uma tecnologia sem fio.
O dispositivo de prótese neural implantado no cérebro do macaco interpreta corretamente a atividade gerada pelo córtex motor, e retransmite a informação para um sistema de eletrodos colocados na superfície da medula espinhal, logo abaixo da lesão. Uma descarga de apenas alguns volts, entregue na região correta, estimula músculos específico nas pernas. Os macacos que utilizaram o sistema conseguiram andar seis dias após a lesão da medula espinhal.
Imagem: EPFL.
Nos experimentos, o dispositivo permitiu que os macacos andassem e agissem livremente, e sem precisar ligar uma série de fios e eletrônicos. Os macacos, que tinham lesões parciais provocadas na medula espinhal, mostraram progresso imediato e conseguirão recuperar completamente a mobilidade de forma espontânea depois de três meses.
“Os primatas conseguiram andar imediatamente uma vez que a interface cérebro-espinhal foi ativada” disse o coautor do estudo Erwan Bezard, da Universidade de Bordeaux, em um comunicado. “Nenhuma fisioterapia ou treinamento foi necessário.”
Os cientistas esperam que o dispositivo funcione para lesões espinhais mais sérias, embora de acordo com o cientista Andrew Jackson da Universidade de Newcastle, que escreveu um artigo sobre a pesquisa na Nature News and Views, isso só será atingido com a ajuda de outras intervenções, como estimulação química e elétrica.
Mas, ainda assim, o novo sistema pode ajudar a alavancar o poder da plasticidade do cérebro; conexões entre dois neurônios recebem um impulso quando ambos estão ativos ao mesmo tempo. É possível que esse dispositivo reforce os caminhos motores sobreviventes e depois contribua com a reabilitação.
Para o futuro, os pesquisadores dizem que um sistema similar poderia ser adaptado para os humanos, mas é preciso trabalhar mais para tratar de problemas como equilíbrio, orientação e desvio de obstáculos – habilidades motoras que não foram tratadas no estudo atual. No lado positivo, muitos dos componentes utilizados na interface cérebro-espinhal já foram aprovados para humanos. Se tudo correr bem, os testes nas pessoas podem começam em apenas alguns anos.
“Pela primeira vez, eu posso imaginar um paciente completamente paralisado conseguir mover suas pernas por meio dessa interface cérebro-espinhal”, comentou Jocelyne Bloch, neurocirurgiã líder do projeto.
É importante apontar que Courtine e sua equipe lesionaram intencionalmente a medula espinhal dos dois macacos, causando paralisia na perna direita. Dada a pressão pública cada vez maior para evitar esse tipo de teste em animais, principalmente na Europa, os cientistas se sentiram mais confortáveis em realizar a pesquisa na China. Jackson explica:
[O] uso de macacos em experimentos neurocientíficos continua a ser questionado na mídia, e grupos de direitos dos animais estão se esforçando articuladamente para assegurar que restrições nesse tipo de trabalho sejam reforçadas tanto nos Estados Unidos como na Europa. É importante que, embora [os pesquisadores] estejam baseados na Europa e sua pesquisa estejam de acordo com os regulamentos atuais da União Europeia, os experimentos foram conduzidos na China.
Grégoire Courtine, o pesquisador líder desse estudo, já descreveu antes os desafios envolvidos na realização desses experimentos no exterior, e outros cientistas podem não ter tempo, energia ou recursos para continuar a pesquisa tão longe de casa. Há, deste modo, um perigo real que o desenvolvimento de tratamentos de condições neurológicas debilitantes seja atrasado caso pesquisas de qualidade e bem regulamentadas não possam ser realizadas na Europa e na América devido a essas regras mais rígidas.
Do mesmo modo, enquanto a neurociência se move para a Ásia, será importante que os pesquisadores permaneçam comprometidos a refinar as técnicas e melhorar os padrões de bem-estar animal para experimentos em todo o mundo.
Jackson está certo em apontar que mais padrões éticos precisam ser implementados na Ásia, mas a comunidade científica provavelmente deve se afastar de modelos de experimentos com primatas.
Em vez de viajar para países com menos rigor nos protocolos de testes com animais, os especialistas podem tentar e encontrar meios alternativos de testar suas teorias e sistemas, seja por modelos computacionais ou recrutando humanos. De fato, é possível que alguns paraplégicos e tetraplégicos achariam interessante a oportunidade de participar neste tipo de pesquisa, independentemente dos riscos.
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Imagem: EPFL.
