Notícia

Pesquisadores desenvolvem nova tecnologia para permitir que pacientes imobilizados controlem dispositivos com o cérebro

Mikko Raskinen, Universidade Aalto

Fonte

Universidade Aalto

Data

segunda-feira, 8 maio 2023 06:10

Áreas

Bioeletrônica. Bioengenharia. Bioinformática. Biologia. Engenharia Biomédica. Física Médica. Medicina. Modelagem Matemática. Neurociências. Neurologia. Psicologia. Psiquiatria. Saúde Pública. Sistemas de Controle. Terapia Ocupacional.

Um novo projeto da Universidade Aalto, na Finlândia, está desenvolvendo técnicas que permitirão que pacientes imobilizados controlem dispositivos usando sua atividade cerebral. O projeto se baseia na tecnologia de estimulação magnética transcraniana multilocus (mTMS) desenvolvida em Aalto, adaptando-a a uma interface cérebro-computador (BCI) que pode ajudar pacientes com patologias neurológicas.

“Nosso objetivo é permitir que os pacientes controlem vários instrumentos com o poder do pensamento, por exemplo, imaginando mover o braço. Com tecnologia personalizada, poderíamos usar medições cerebrais para detectar a intenção de mover o braço quase em tempo real e aplicá-la à reabilitação motora”, disse o Dr. Pantelis Lioumis, professor e pesquisador da Universidade Aalto que lidera o novo projeto. O BCI combinará o mTMS com a tecnologia EEG da Bittium Biosignals, parceira na pesquisa.

O sistema EEG permite a transmissão de dados em tempo real, que fornece sinais cerebrais como entrada para o sistema mTMS. O sistema mTMS pode então estimular outra região do cérebro do paciente – assim, de forma bastante notável, a atividade em uma parte do cérebro pode ser usada para estimular outra. Como o mTMS muda o local de estimulação eletronicamente, áreas específicas podem ser ativadas com rapidez e precisão, guiadas pelas leituras de EEG.

O sistema mTMS, desenvolvido em Aalto como parte de um projeto de pesquisa internacional liderado pelo professor Dr. Risto Ilmoniemi, pode provocar espasmos nos membros estimulando o córtex motor. “Um robô controlado por algoritmos, em vez de um terapeuta, estimulará o cérebro e poderá mudar o local de estimulação eletronicamente e automaticamente, dependendo de como o cérebro reage. Com a tecnologia que desenvolvemos até agora, já é possível controlar a estimulação com base em sinais cerebrais em tempo real”, disse o professor Ilmoniemi.

A hora e o lugar certo

É vital que a área correta do cérebro seja estimulada na hora certa e no lugar certo. Como a interferência eletromagnética produzida pelo TMS pode ser dezenas de milhares de vezes mais forte que os sinais de EEG, o TMS mascara a forma de onda do EEG.

“Precisamos ser capazes de extrair informações invisíveis do EEG – neste caso, a intenção do paciente de mover o braço. Isso significa que temos que remover a interferência prejudicial em tempo real”, disse Jukka Kinnunen, gerente de vendas da Bittium Biosignals. O professor Lioumis explicou que é necessário trabalhar para desenvolver algoritmos capazes de distinguir entre imaginar diferentes movimentos produzidos por diferentes membros. Esta parte do trabalho é feita em colaboração com o Dr. Ivan Zubarev e a estudante de doutorado Matilda Makkonen.

“Isso é em grande parte um desenvolvimento de métodos matemáticos”, acrescentou Simo-Pekka Simonaho, gerente de produto da Bittium Biosignals.

Essa tecnologia também poderia ser usada para tratar outras condições relacionadas à atividade cerebral, de acordo com o professor Lioumis. “No futuro, essa abordagem também poderá ser usada para tratar a depressão, onde pensamentos positivos e negativos também podem ser vistos como atividade no cérebro”, disse o professor. Essa atividade geralmente está localizada no córtex pré-frontal, mas isso varia entre os pacientes, e o BCI-TMS pode ser usado para fornecer terapia personalizada.

Como a depressão surge de uma rede de interações entre diferentes partes do cérebro em vez de um único local, tratá-la também exigirá um refinamento adicional do mTMS para fornecer padrões de estimulação mais complexos – algo em que a equipe de pesquisa de Lioumis e Ilmoniemi está trabalhando.

Acesse a notícia completa na página da Universidade Aalto (em inglês).

Fonte: Universidade Aalto. Imagem: A partir da esquerda: o professor Pantelis Lioumis, Matilda Makkonen, Ana Maria Soto e Tuomas Mutanen demonstrando o uso do novo dispositivo TMS. Fonte: Mikko Raskinen, Universidade Aalto.

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