Cientistas aprendem com as aranhas

A neuroprotética é um campo muito especial da técnica médica, que se ocupa com a produção de próteses. Utilizando-se de partes intactas do sistema nervoso, os cientistas as adaptam a uma outra função.

Com o auxílio da microtécnica, pesquisadores e técnicos buscam o aperfeiçoamento de próteses já existentes para casos de amputação de membros. O Centro de Pesquisa Karlsruhe obteve sucesso ao desenvolver uma prótese para a mão humana que tem os movimentos quase tão naturais quanto um membro verdadeiro.

Uma difícil tarefa

A mão é considerada uma das ferramentas mais complexas da natureza. Copiar os mecanismos que permitem pegar um grão de feijão, apagar a luz, folhear um livro era até hoje impossível. Assim, o resultado alcançado em Karlsruhe é pioneiro.

Uma técnica inédita permitiu substituir o tradicional e dispendioso sistema de transmissão de uma prótese – o eletromotor, por um eficaz mecanismo hidráulico comandado por computador. Para Stefan Schulz, cujo trabalho no projeto foi reconhecido com um prêmio científico, a nova mão amplia os horizontes deste campo da ciência.

Ao contrário das próteses convencionais, onde um eletromotor e uma engrenagem permitem o movimento dos dedos, a "mão líquida" (fluidhand) é equipada com um sistema hidráulico em miniatura, isto quer dizer, "uma pequena bomba e uma válvula que transmitem líquido para os dedos, provocando o movimento", explica Schulz. Toda ação é comandada por computador.

Stefan Schulz e seus colegas basearam a descoberta num exemplo na natureza. As aranhas possuem em suas pernas um sistema hidráulico semelhante ao empregado na prótese.

Lição aracnídea

"As aranhas trabalham a partir de um princípio funcional muito semelhante", comenta Schulz. "Estes animais têm câmaras elásticas nas juntas das pernas, e no corpo se encontra um tipo de bomba de sangue." Com isso, bombeiam o líquido para as articulações e se movimentam.

"Elas possuem uma espécie de sistema hidráulico em miniatura em seu pequeno corpo", acrescenta o pesquisador. "A grande vantagem é que assim podem movimentar numerosas articulações com força e rapidez."

Copiando a natureza

No caso da prótese, uma válvula dosa um líquido especial, que flui até os dedos da mão. O comando para o envio da quantidade necessária deste líquido resulta do trabalho de sensores na prótese. Através de um microprocessador, os sensores ficam conectados à musculatura ainda funcional do antebraço do paciente. Essa correspondência entre as fibras musculares e as da prótese é denominada "mioelétrica".

"Da região ainda íntegra do corpo partem os impulsos motores, que são captados pelo sistema sensorial da prótese, desencadeando a liberação do líquido que move o dedo", explica Schulz. "Até o momento era muito difícil dar mobilidade à mão na prótese, por falta de espaço", lembra.

Esta nova tecnologia foi possível devido ao desenvolvimento de um software especial, que reconhece o sinal muscular vindo do antebraço. As habilidades da mão – apertar, apontar e tocar – são preservadas.

Para aperfeiçoar mais ainda o sistema, Schulz e o grupo de cientistas copiaram exatamente o exemplo da aranha. "Este sistema de transmissão se encontra em cada junta do dedo que realiza o movimento", complementa.