NEUROCIÊNCIA
Em palestra na USP, o neurocientista Miguel Nicolelis afirma que em poucos anos será possível ver um dos resultados de suas pesquisas: fazer um tetraplégico andar, usando uma roupa ligada às redes neurais que comandam o movimento.
PAULO HEBMÜLLER
Abertura da Copa do Mundo de 2014, no Brasil: um adolescente tetraplégico caminha à frente da Seleção Brasileira e puxa a fila do time verde-amarelo na entrada em campo. O resultado do jogo não se pode prever, mas, se a cena realmente ocorrer, marcará uma impressionante vitória da ciência, capitaneada por um brasileiro à frente de um consórcio internacional de universidades e laboratórios. O neurocientista Miguel Nicolelis acredita que, no período de três anos e meio que nos separa do Mundial, será possível produzir uma veste robótica que permita que o cérebro “enxergue” esse corpo como uma extensão natural do ser desse adolescente e o faça voltar a andar, controlado pelo desejo motor de explorar o mundo livremente.
Difícil de acreditar? Não duvide de Nicolelis, a quem um parecerista de uma instituição internacional já recomendou que procurasse “ajuda profissional – psiquiátrica”, quando submeteu um protocolo de pesquisa que levaria uma macaca a caminhar numa esteira de exercícios nos Estados Unidos e com isso fazer um robô se movimentar em Kyoto, no Japão. A experiência foi realizada – com sucesso, para surpresa ou decepção do parecerista – em 2007.
A macaca Idoya, no laboratório da Universidade Duke, onde Nicolelis é codiretor do Centro de Neuroengenharia, via numa tela os movimentos que o robô fazia do outro lado do mundo. Quando Idoya estava totalmente envolvida na tarefa, conta Nicolelis, a esteira foi desligada nos Estados Unidos. No Japão, o robô continuou caminhando, controlado apenas pelos movimentos imaginados pelo cérebro de Idoya, transmitidos por uma conexão ultrarrápida. “Eu falo para perseguir os sonhos. Quando alguém disser que não dá para fazer, faça mesmo assim”, disse o cientista, na saída de sua recente conferência na USP, a uma estudante que lhe perguntou sobre como definir os rumos de sua carreira acadêmica.
Ao som de Wagner – Os longos caminhos percorridos atrás dos seus próprios sonhos foram o tema da palestra “Computando com populações neuronais”, que Nicolelis proferiu no último dia 7 (abril) a uma plateia de estudantes e professores que superlotou a sala do Conselho Universitário da USP – as cadeiras foram insuficientes e o público se acomodou no chão ou encostado nas paredes de todo o auditório. A conferência abriu o ciclo Ciência Avançada, comemorativo dos 25 anos do Instituto de Estudos Avançados (IEA) da Universidade.Foi uma palestra em que o rigor acadêmico e o zelo pela ciência em vários momentos deram lugar a tiradas de bom humor, como as piadas sobre futebol. Nicolelis é um palmeirense dos mais apaixonados (em seus gráficos, todas as linhas que demonstram avanços e resultados positivos são destacadas em verde) e aproveitou mais de uma chance para “pegar no pé” de corintianos.
Numa delas, lembrou que o neurofisiologista não “vê” as células, mas as escuta. “A atividade elétrica do neurônio é mandada para um alto-falante e você aprende a estudar o cérebro ouvindo-o. Daí o termo ‘sinfonia neural’”, ensinou. Mas escutar a orquestra tocando é difícil, porque o som é como o de pipocas estourando na panela misturado ao chiado de uma rádio AM mal sintonizada. “Como se você tentasse ouvir um jogo do Corinthians, que é uma coisa horrível”, comparou, arrancando risos da plateia.
Houve também espaço para emoção. Tanto no início quanto no final da conferência, o cientista ficou com a voz embargada e não conteve as lágrimas ao recordar sua origem uspiana. A USP, disse, é a sua “casa acadêmica”, não só por ter estudado na Universidade (formou-se na Faculdade de Medicina em 1984), mas por ter sido também professor da escola por dois anos. “Aqui vivi um grande salto intelecto-político-social da minha vida”, definiu. Fazer uma conferência nesta casa, afirmou, representa “um daqueles momentos que a gente sonha poder viver”.
Nicolelis também se emocionou ao lembrar a madrugada em que, cruzando o prédio da faculdade ao sair de um plantão no Hospital das Clínicas, ouviu a abertura da ópera Parsifal, de Wagner, ecoando pelos corredores. Embora aturdido pelo que chamou de “absurdo da situação”, seguiu a música e chegou a um auditório onde o professor César Timo-Iaria lutava para consertar um projetor de slides. O professor convidou o aluno a entrar (“temos vinho e queijo”, anunciou), terminou de arrumar a máquina e, navegando pelos turbilhões wagnerianos que brotavam de um aparelho de som, ministrou-lhe uma aula particular de neurociências.“Essa aula terminou comigo completamente extasiado perguntando ao professor César o que eu devia fazer para entrar na neurociência. A resposta dele foi: ‘Continue seguindo a música’. São quase 30 anos desse dia muito emocionante”, contou Nicolelis, quase sem conseguir concluir a frase. Ao final da conferência, o cientista, que completa 50 anos em 2011, voltaria a chorar ao dizer que já está há 22 anos fora do Brasil lecionando e trabalhando com pesquisadores do mundo inteiro. “Em todos esses momentos, em todas essas aventuras, em todos os pareceres positivos e negativos, eu me orgulhei profundamente de manter em minha memória a lembrança e as emoções que vivi aqui.
”Tempestades – E que aventuras. Ao sair do Brasil, em 1988, Nicolelis estava motivado a investigar se seria possível decodificar informações sobre o cérebro usando uma população de neurônios que seria uma amostra ínfima do total de células envolvidas. O cientista comparou essa hipótese à possibilidade de prever o resultado de uma eleição ouvindo um pequeno número de eleitores representativos do universo total. Um dos primeiros passos do caminho estava dado com a quebra do paradigma de que a unidade funcional do sistema nervoso central era um neurônio isoladamente. “O neurônio é uma unidade de processamento de informações. A unidade funcional é uma população de neurônios”, explicou.
Essa foi a base para criar uma família de sensores que pudessem ser implantados em torno de um domínio espacial do cérebro e fossem capazes de registrar as tempestades elétricas de uma população de células.
Registradas as tempestades neurais e decodificadas as informações contidas nelas por meio de técnicas de microeletrônica e computação, o passo seguinte era transformar esses comandos motores em comandos digitais que pudessem ser transferidos para uma ferramenta artificial capaz de gerar os movimentos imaginados pelo cérebro. Essa ferramenta também mandaria mensagens para o cérebro, fechando o loop de controle que liberta definitivamente o órgão dos limites físicos do corpo.“O cérebro pode imaginar um comportamento motor que é realizado por um efetor artificial próximo do indivíduo ou do outro lado do planeta. Esse efetor pode mandar sinais de volta através de mensagens espaço-temporais elétricas que, como aprendemos recentemente, o tecido cerebral pode atender sem a intermediação de nenhum receptor periférico do corpo, como retina, pele, língua etc.”, completou Nicolelis. Esse conjunto é chamado de interface cérebro-máquina.
Voo livre – Uma das personagens principais no desenvolvimento da interface foi a macaca Aurora, prima de Idoya. Nos laboratórios da Duke, ela aprendeu a jogar um videogame utilizando um joystick. Cada vez que acertasse no alvo que aparecia na tela, recebia como recompensa uma gota de suco de laranja. Enquanto isso, a atividade de mais de cem neurônios de diferentes áreas de seu córtex era registrada e transformada em modelos matemáticos que pudessem mais tarde ser transferidos a um braço robótico.
Na segunda etapa, Aurora tinha que executar a tarefa sem o auxílio do joystick. Ela percebeu que sua única chance de continuar ganhando o suco era imaginar o movimento. A interface cérebro-máquina conseguiu fazer com que o braço mecânico gerasse a trajetória necessária no cursor para atingir o alvo no videogame. Foi o primeiro “voo livre” de um cérebro de um primata sem os limites de seu próprio corpo.
O experimento se deu em 2003 e gerou a hipótese de que os neurônios do cérebro de Aurora passaram a representar a atividade desse braço robótico como incorporada ao seu corpo por um mecanismo de plasticidade cortical – hipótese que Nicolelis e seus parceiros vêm procurando comprovar desde então. Mais recentemente – há apenas quatro meses –, experimentos com macacos interagindo com seus próprios avatares virtuais demonstraram que estímulos restritos ao corpo virtual podem ser recebidos pelo córtex e gerar curvas de aprendizado no cérebro. Os macacos reais tiveram feedback tátil à medida que as mãos de seus avatares exploravam objetos virtuais.
Outro componente a asfaltar o caminho das pesquisas de Nicolelis é a visão contemporânea sobre o cérebro. Se antes acreditava-se que o órgão era um decodificador passivo de informação, no século 21 o conceito é de que o cérebro “é um grande simulador, um grande escultor da realidade, um grande modelador”. “O cérebro enxerga antes de ver. Antes de mover os olhos para uma cena e entender o que ocorre, ele já tem uma expectativa do que vai acontecer, baseada num modelo que vem sendo refinado desde a origem da nossa espécie”, afirmou Nicolelis. “De acordo com a hipótese dos nossos laboratórios, além de criar um modelo da realidade, essa visão cria um senso de ser, um modelo de nós mesmos que pode ser transformado quase que instantaneamente.
”Santo Graal – Permitir que pessoas paralisadas voltem a andar é o grande sonho do projeto Walk Again (“Caminhar de novo”), que envolve universidades e instituições do Brasil, Europa e Estados Unidos. O “nó” brasileiro do consórcio é o Instituto Internacional de Neurociências de Natal – Edmond e Lily Safra (IINN-ELS), criado há sete anos por Nicolelis no Rio Grande do Norte. O centro, além de trabalhar com pesquisa, educação e saúde, envolvendo a comunidade local, também materializa uma discussão política sobre o desequilíbrio na distribuição de recursos e investimentos em ciência e tecnologia no País. “Isso tem que ser corrigido para podermos ter uma nação realmente democrática”, defende o cientista.
Em outro braço de sua atuação política, no início do ano Nicolelis aceitou o convite do ministro Aloizio Mercadante para presidir a chamada Comissão do Futuro, criada pelo Ministério da Ciência e Tecnologia para formular propostas de longo prazo ao setor. Uma amostra de seu pensamento a respeito está no Manifesto da Ciência Tropical, divulgado no final do ano passado e que pode ser encontrado no site do IINN-ELS na internet (www.natalneuro.org.br).
Sendo bem-sucedido, o projeto Walk Again realizará o que Nicolelis chama de “o Santo Graal” da interface cérebro-máquina. O tema despertou o interesse da Fundação Nobel, que programou para o próximo dia 25 de maio um simpósio de seus comitês de Física, Química e Medicina para que esse campo seja introduzido na instituição como uma das áreas de maior relevância para a ciência mundial nas próximas décadas. É, talvez, mais um indício do que não poucas personalidades no mundo acadêmico dão como certo no futuro: a presença na mesma frase dos nomes Nicolelis e Nobel.
Publicado em 24 April 2011
Fonte: http://espaber.uspnet.usp.br/jorusp/?p=14621
Acesso: 27 Abr 2011.
