Prótese Controlada pelo Sistema Nervoso Permite Caminhada Natural para Amputados
Créditos:Imagem: Cortesia de Hugh Herr e Hyungeun Song
Próteses modernas ajudam pessoas com amputações a caminhar de forma natural, mas não proporcionam controle neural completo. Elas utilizam sensores robóticos e algoritmos pré-definidos para o movimento.
Pesquisadores do MIT, em colaboração com o Brigham and Women’s Hospital, desenvolveram um novo método cirúrgico e uma interface neuroprótese. Isso permite que uma perna protética seja totalmente controlada pelo sistema nervoso. Ao reconectar músculos no membro restante, os pacientes recebem feedback sobre a posição da prótese.
Em um estudo com sete pacientes submetidos a essa cirurgia, a equipe do MIT descobriu que eles podiam caminhar mais rápido, evitar obstáculos e subir escadas de maneira mais natural do que aqueles com próteses tradicionais.
Restauração do Movimento Natural com a Cirurgia AMI
A maioria dos movimentos dos membros depende de pares de músculos que trabalham juntos, um se esticando enquanto o outro se contrai. Em uma amputação padrão abaixo do joelho, essa coordenação muscular é interrompida, dificultando o sistema nervoso de detectar a posição e a velocidade de contração do músculo — informações essenciais para o cérebro coordenar os movimentos dos membros.
Para ajudar a alcançar um padrão de caminhada mais natural controlado pelo sistema nervoso, Hugh Herr e sua equipe desenvolveram a cirurgia AMI. Em vez de cortar as interações musculares naturais, essa cirurgia reconecta as extremidades dos músculos para que possam trabalhar efetivamente juntos dentro do membro restante. Este procedimento pode ser realizado durante a amputação inicial ou posteriormente como uma revisão.
Benefícios da Interface Neuroprótese AMI
“Com o procedimento de amputação AMI, conectamos os pares musculares originais de maneira natural, de modo que após a amputação, a pessoa possa mover seu membro fantasma com sensação e amplitude de movimento normais”, explica Herr.
Em estudo de 2021, o laboratório de Herr descobriu que os pacientes que passaram por essa cirurgia conseguiam controlar os músculos do membro amputado com mais precisão, e os sinais elétricos desses músculos eram semelhantes aos de um membro intacto.
Controle Neural Direto em Próteses: O Futuro
Encorajados pelos resultados promissores, os pesquisadores investigaram se esses sinais elétricos poderiam controlar uma prótese e fornecer feedback sobre a posição do membro. Esse feedback permitiu que os usuários ajustassem seu movimento conforme necessário.
No novo estudo publicado na Nature Medicine, a equipe do MIT descobriu que esse feedback sensorial resultou em uma habilidade de caminhar suave e quase natural, além de navegação eficiente de obstáculos.
Matthew Carty, cirurgião do Brigham and Women’s Hospital e professor associado da Harvard Medical School, co-autor do estudo, enfatizou que essa pesquisa representa um avanço significativo na restauração da função para pacientes com lesões graves nos membros.
Próteses modernas ajudam pessoas com amputações a caminhar de forma natural, mas não proporcionam controle neural completo. Elas utilizam sensores robóticos e algoritmos pré-definidos para o movimento.
Pesquisadores do MIT, em colaboração com o Brigham and Women’s Hospital, desenvolveram um novo método cirúrgico e uma interface neuroprótese. Isso permite que uma perna protética seja totalmente controlada pelo sistema nervoso. Ao reconectar músculos no membro restante, os pacientes recebem feedback sobre a posição da prótese.
Em um estudo com sete pacientes submetidos a essa cirurgia, a equipe do MIT descobriu que eles podiam caminhar mais rápido, evitar obstáculos e subir escadas de maneira mais natural do que aqueles com próteses tradicionais.
Restauração do Movimento Natural com a Cirurgia AMI
A maioria dos movimentos dos membros depende de pares de músculos que trabalham juntos, um se esticando enquanto o outro se contrai. Em uma amputação padrão abaixo do joelho, essa coordenação muscular é interrompida, dificultando o sistema nervoso de detectar a posição e a velocidade de contração do músculo — informações essenciais para o cérebro coordenar os movimentos dos membros.
Para ajudar a alcançar um padrão de caminhada mais natural controlado pelo sistema nervoso, Hugh Herr e sua equipe desenvolveram a cirurgia AMI. Em vez de cortar as interações musculares naturais, essa cirurgia reconecta as extremidades dos músculos para que possam trabalhar efetivamente juntos dentro do membro restante. Este procedimento pode ser realizado durante a amputação inicial ou posteriormente como uma revisão.
Benefícios da Interface Neuroprótese AMI
“Com o procedimento de amputação AMI, conectamos os pares musculares originais de maneira natural, de modo que após a amputação, a pessoa possa mover seu membro fantasma com sensação e amplitude de movimento normais”, explica Herr.
Em estudo de 2021, o laboratório de Herr descobriu que os pacientes que passaram por essa cirurgia conseguiam controlar os músculos do membro amputado com mais precisão, e os sinais elétricos desses músculos eram semelhantes aos de um membro intacto.
Controle Neural Direto em Próteses: O Futuro
Encorajados pelos resultados promissores, os pesquisadores investigaram se esses sinais elétricos poderiam controlar uma prótese e fornecer feedback sobre a posição do membro. Esse feedback permitiu que os usuários ajustassem seu movimento conforme necessário.
No novo estudo publicado na Nature Medicine, a equipe do MIT descobriu que esse feedback sensorial resultou em uma habilidade de caminhar suave e quase natural, além de navegação eficiente de obstáculos.
Matthew Carty, cirurgião do Brigham and Women’s Hospital e professor associado da Harvard Medical School, co-autor do estudo, enfatizou que essa pesquisa representa um avanço significativo na restauração da função para pacientes com lesões graves nos membros.
O laboratório de Herr tem como objetivo integrar o controle neural diretamente em próteses, afastando-se da dependência apenas de controladores robóticos sofisticados e sensores. Este enfoque visa fazer com que as próteses se sintam mais como parte natural do corpo do usuário, melhorando a incorporação e a conexão pessoal.
O laboratório de Herr tem como objetivo integrar o controle neural diretamente em próteses, afastando-se da dependência apenas de controladores robóticos sofisticados e sensores. Este enfoque visa fazer com que as próteses se sintam mais como parte natural do corpo do usuário, melhorando a incorporação e a conexão pessoal.
Leia o Artigo Original MIT News
Leia mais Os Robôs Humanóides da Agility começaram a trabalhar com a Spanx
