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Como a IA ajudou um homem paralisado a andar novamente – com sua mente

Em 2011, Gert-Jan Oskam ficou paralisado dos quadris para baixo após um acidente de motocicleta devido a uma lesão na medula espinhal. Mas o paciente holandês recuperou a capacidade de andar novamente depois de receber um implante que atuou como uma “ponte digital” entre o cérebro e a medula espinhal. A IA era a chave.

“Em cinco a 10 minutos, consegui controlar meus quadris”, disse Oskam em comentários à imprensa. “Os implantes cerebrais captaram o que eu estava fazendo com meus quadris, então foi o melhor resultado para todos.”

O dispositivo é chamado de interface cérebro-espinha que pode captar os pensamentos de Oskam sobre querer caminhar através da atividade elétrica no córtex. Esse sinal viaja para um computador externo que ele usa e depois é enviado para um implante espinhal em Oskam.

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A chave estava usando um  decodificador de pensamento alimentado por ML,  que ligava os pensamentos de Oskam aos implantes em seu crânio e coluna, de acordo com o The New York Times. Pesquisadores da Universidade do Texas, em Austin, usaram um scanner de ressonância magnética funcional para registrar os níveis de oxigênio no sangue no cérebro de pacientes de teste enquanto ouviam podcasts. Em seguida, eles treinaram um grande modelo de linguagem em padrões de atividade cerebral e correspondência de palavras e frases ouvidas pelos pacientes.

Cientistas suíços basearam-se no trabalho de pesquisadores do Texas para desenvolver a interface cérebro-espinhal. Agora, as ondas cerebrais que sinalizam as intenções de Oskam viajam para o estimulador espinhal, onde pulsos elétricos estimulam o movimento, de acordo com a revista Science.

“Foi bastante ficção científica no começo para mim, mas tornou-se realidade hoje”, disse Jocelyne Bloch, neurocientista da Universidade de Lausanne, na Suíça, ao Times.

A ciência por trás da interface cérebro-espinhal é descrita em um  artigo  publicado na Nature.

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Implante apenas espinhal não funcionou bem

Oskam esteve anteriormente em um ensaio clínico no qual recebeu um implante espinhal que estimulou eletricamente seus membros paralisados. Mas não funcionou bem. Ele teve que enviar manualmente um sinal elétrico para o implante e os movimentos resultantes eram semelhantes aos de marionetes e robóticos.

“Eu me sentia um pouco estressado a cada passo”, disse Oskam à Science. “Eu tinha que estar no ritmo, caso contrário não daria um bom passo.”

Este sistema inicial foi desenvolvido por Bloch e Gregoire Courtine, um neurocientista do Swiss Federal Institute of Technology em Lausanne. Oskam estava entre as primeiras cobaias. Em seguida, eles incorporaram o decodificador de pensamento para desenvolver a interface cérebro-espinha.

Este novo sistema é mais integrado e permite que Oskam controle seus movimentos naturalmente, apenas pensando nisso. Ele está testando há um ano – e descobriu que, mesmo com os aparelhos desligados, ainda consegue andar de muletas.

“Ainda é muito cedo, mas como prova de conceito em um ser humano, acho que é um grande passo à frente”, disse Nandan Lad, neurocirurgião da Duke University, à Science.

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