Ao longo de vários meses, cada fascículo cresceria no músculo, reabastecendo-o com sinais nervosos. Ao colocar um eletrodo no pequeno feixe músculo-nervoso, os cientistas puderam registrar em tempo real quais sinais nervosos vinham de cada fascículo. “Então, em vez de tentar gravar minúsculos sinais nervosos, você consegue gravar esses sinais musculares extremamente amplificados”, diz Cederna. “Aquele pequeno pedaço de músculo atua como um bioamplificador, e agora você pode ouvir o que um nervo está dizendo.”
O grupo de Ortiz-Catalan aprendeu essa técnica com Cederna e decidiu expandi-la. Além de usar enxertos musculares de outras partes do corpo (no caso deles, da perna), eles decidiram redirecionar alguns dos fascículos nervosos dissecados para os músculos existentes no braço. Essa técnica de transferência de nervos para músculos existentes, conhecida como “reinervação muscular direcionada”, já havia sido usada antes para ajudar no controle protético. Combinar as duas estratégias, diz Ortiz-Catalan, deu a eles “o melhor dos dois mundos” – mais sinais nervosos elétricos que poderiam ser traduzidos em diferentes movimentos.
Para enviar todas essas informações nervosas para uma prótese real, Ortiz-Catalan e a equipe conectaram os eletrodos implantados a um implante de titânio perfurado no osso úmero do paciente na parte superior do braço. O implante facilitou a comunicação bidirecional entre os eletrodos no corpo e a prótese externa. Isso não foi pouca coisa: começando com a perfuração do implante, todo o processo levou mais de seis meses, incluindo uma cirurgia de 12 horas para redirecionar todos os nervos.
Uma vez que tudo estava no lugar, os cientistas puderam monitorar como seu sistema de eletrodos implantados se comunicava com a prótese. Primeiro, eles rastrearam os sinais elétricos de cada eletrodo implantado. Embora confusos no início, os sinais se tornaram muito mais fortes. De acordo com Jan Zbinden, estudante de doutorado no laboratório de Ortiz-Catalan e coautor do estudo, isso significava que os fascículos nervosos estavam se integrando com sucesso em seus respectivos músculos e fornecendo-lhes sinais adequados.
Usando algoritmos de aprendizado de máquina, os cientistas puderam mapear esses sinais para movimentos específicos que o paciente estava tentando fazer – abrir a mão, por exemplo, ou levantar o dedo indicador. Cada movimento poderia então ser programado na prótese, para que cada tipo de sinal elétrico causasse o movimento correspondente no membro artificial.
Cerca de quatro meses após a cirurgia, o paciente conseguiu realizar movimentos básicos como flexionar o punho e abrir a mão, além de movimentar cada dedo. Depois de pouco mais de um ano, os cientistas notaram que o paciente podia mover intuitivamente sua prótese. Isso significava que, em vez de pensar em cada movimento como um procedimento de várias etapas, ele poderia simplesmente pensar no movimento, tentar executá-lo e isso aconteceria. “Se você tem que pensar, ‘bíceps, tríceps – abra. Mão fechada’, que cria carga cognitiva”, diz Zbinden. “É um pouco mais difícil do que pensar: ‘Oh, agora eu quero mover meu polegar.
Hoje, mais de dois anos após o procedimento, Zbinden conta que o paciente ainda está usando a prótese: “Atualmente, ele consegue abrir e fechar a mão, girar a mão, flexionar e estender o cotovelo, tudo pensando nisso”.
Essa plataforma protética, na qual o paciente pode mover todos os cinco dedos de forma independente, é “muito empolgante e apresenta algo muito novo”, diz Oskar Aszmann, cirurgião plástico da Universidade Médica de Viena, na Áustria, que não participou do estudo. Ele está curioso para saber se essa plataforma pode um dia se tornar sem fio – algo que é difícil devido à grande quantidade de informações transmitidas pelos eletrodos e pela prótese. Tanto ele quanto Cederna observam, porém, que as descobertas precisam ser replicadas em outros pacientes.
Ortiz-Catalan e Zbinden concordam. Eles continuam a refinar a plataforma protética e estão interessados em adicionar feedback sensorial. Enquanto isso, porém, eles estão ansiosos para participar do próximo Cybathlon com seu paciente. “Ele é um cara que faz coisas com as mãos”, diz Ortiz-Catalan. “Ele tem um trabalho muito físico, trabalha em uma oficina, e vê-lo usar o aparelho no dia a dia – ver como as conexões funcionam e como a função aumenta – é uma das coisas mais gratificantes que temos.”
