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Neurologia

Conexão reativada

Tratamento com estímulos elétricos auxilia a recuperação de movimentos em pacientes com lesão na medula espinhal

EDUARDO CESARReabilitação: eletrodos acionam os músculos das pernas e sensores na esteira medem o esforço do movimentoEDUARDO CESAR

Nos últimos anos, a medicina começou a jogar um pouco de luz sobre os rearranjos que podem se processar no cérebro de pessoas que sofreram lesões neuronais e perderam alguma capacidade motora ou cognitiva. Às vezes, funções originalmente controladas pelas áreas nervosas danificadas e mortas em razão do trauma são transferidas, de forma quase misteriosa, para regiões sadias do cérebro. Essa ainda pouco compreendida e rara habilidade de se recompor e aprender a contornar uma lesão pode não ser exclusiva do cérebro. A medula espinhal – que, com o cérebro, compõe o sistema nervoso central – também parece exibir, em alguma medida, esse mecanismo de adaptação diante de uma agressão. Evidências nesse sentido começam a se tornar mais freqüentes no grupo de cerca de 100 paraplégicos e tetraplégicos que participam de pesquisas do bioengenheiro Alberto Cliquet Junior, da Universidade de São Paulo (USP) em São Carlos e da Universidade Estadual de Campinas (Unicamp), sobre o uso de estímulos elétricos na reabilitação desse tipo de paciente.

Com o auxílio de um exame chamado de potencial evocado, que permite registrar se ocorre troca de impulsos nervosos entre a medula lesionada e o cérebro, Cliquet verificou que em alguns pacientes foi restabelecida, ainda que de maneira precária, alguma forma de conexão entre as duas pontas do sistema nervoso central. Deve ser por isso que esses paraplégicos e tetraplégicos começaram a movimentar e sentir membros antes paralisados, a ficar em pé e, eventualmente, dar alguns passos com o auxílio de aparelhos e estímulos elétricos aplicados aos músculos – técnica semelhante à usada no tratamento do ator Christopher Reeve, consagrado como o Super-Homem no cinema, que ficou tetraplégico após uma queda em uma competição de hipismo em 1995. “O teste mostra, de forma objetiva, que a melhoria relatada pelo paciente não é uma sensação subjetiva”, diz Cliquet. “Como os neurônios mortos pela lesão não se regeneram, o estímulo nervoso, para chegar ao cérebro, deve ter encontrado um caminho alternativo através de setores sadios da medula.”

Por ora, no entanto, não há como saber qual é exatamente a nova rota percorrida pelo impulso elétrico. “Não existe exame nem teste capaz de mostrar isso de forma dinâmica, que deixe claro toda a trajetória vencida pelo impulso nervoso entre a medula e o cérebro e vice-versa”, afirma Cliquet, que desenvolve equipamentos e próteses para paraplégicos e tetraplégicos no departamento de engenharia elétrica da USP de São Carlos e coordena o atendimento a vítimas de lesões na medula na Faculdade de Ciências Médicas da Unicamp. O pesquisador não descarta a hipótese, levantada em trabalhos internacionais, de que a medula exiba um grau de independência em relação ao cérebro maior do que se pensa. Nesses casos, mesmo sem conseguir restabelecer uma conexão com o cérebro, a medula, sozinha, poderia controlar alguns movimentos básicos do corpo, sobretudo os involuntários ou reflexos.

Em lesões sérias em alguma região da medula, o maior feixe de nervos que leva e traz impulsos do cérebro para o resto do corpo, todas as partes do organismo situadas abaixo da área danificada se desconectam do cérebro. Em outras palavras, não recebem nem mandam sinais para esse órgão vital, perdendo, assim, sua capacidade motora e sensibilidade. Quanto mais alta for a lesão na medula (que tem extensão de quase meio metro, da base do cérebro até a cintura), maior a área paralisada do corpo. Tetraplégicos geralmente não conseguem mexer nem sentir os braços, as pernas e o tronco, enquanto os paraplégicos perdem o controle dos membros inferiores. Quando se faz o exame de potencial evocado nesses pacientes – um procedimento que consiste em aplicar um leve choque numa parte de seu corpo situada abaixo da lesão e verificar, com a ajuda de um aparelho, se o estímulo nervoso atravessa a medula e chega ao cérebro -, o sinal neuronal pára na altura da espinha onde há a lesão.

Algumas vezes, no entanto, o estímulo nervoso encontra algum caminho alternativo pela medula e atinge o cérebro. Um dos pacientes em que o exame de potencial evocado mostrou recentemente algum ganho de comunicação entre as duas pontas do sistema nervoso central é a publicitária Julia D’Amico de Almeida Serra, 49 anos, que, desde agosto de 1999, perdeu o controle e a sensação táctil da cintura para baixo em razão de um infarto medular (morte dos neurônios por falta de oxigênio). Há dois anos, Julia, moradora dos arredores de Campinas, começou o trabalho de reabilitação motora defendido por Cliquet com o emprego de estímulos elétricos.

No início do tratamento, o pesquisador fez o exame de potencial evocado na publicitária e viu que os sinais nervosos provenientes da região abaixo da lesão medular não alcançavam o cérebro, algo totalmente esperado devido à sua condição de paraplégica. Recentemente, um novo exame verificou que existe alguma troca de informação, tênue, entre o cérebro e a medula da paciente. A constatação ganha ainda mais sentido frente aos avanços apresentados pela publicitária após ter iniciado o trabalho de reabilitação na Unicamp. “Comecei a mexer dedos do pé esquerdo e o quadríceps (músculo das coxas)”, diz Julia. “Os progressos ocorrem, mas são lentos. Como, além da eletroestimulação, faço outros tratamentos de reabilitação, não sei dizer o que dá mais resultado.”

Estímulos elétricos
Esse tipo de retorno tardio de movimentos e sensações experimentado por Julia e outros pacientes, ocorrido vários anos após a lesão, ainda não é explicado de forma clara pela ciência. De acordo com a linha clássica que ainda orienta a maioria dos trabalhos de reabilitação de paraplégicos, os médicos estimam que as vítimas de danos na medula podem apresentar alguma melhora até, no máximo, 12 meses após o acidente. Vencido esse prazo, a situação do paciente, segundo esse ponto de vista mais convencional, apenas se estabiliza ou tende a piorar se ele não fizer algum trabalho fisioterápico de manutenção de suas articulações. As técnicas de reabilitação empregadas por Cliquet no tratamento de lesões medulares, a exemplo de outras pesquisas conduzidas no exterior, colocam esse postulado em xeque.

A metodologia usada pelo pesquisador paulista é conhecida como estimulação elétrica neuromuscular e pode ser resumida em poucas palavras: por meio de eletrodos controlados por computador, o paciente recebe pequenos choques, da ordem de miliamperes, em músculos dos membros paralisados, e esse estímulo elétrico leva à contração muscular necessária ao movimento. Quando surte efeito, o que nem sempre acontece, o estímulo pode, por exemplo, fazer uma perna paralisada, que se encontrava dobrada e imóvel, enrijecer e se tornar totalmente ereta. Com a firmeza nos membros inferiores proporcionada pelo estímulo elétrico, o paciente pode tentar os primeiros passos, sempre amparado por andadores. A repetição desse procedimento por meses, às vezes anos, pode restaurar o movimento e as sensações em partes paralisadas do corpo de alguns pacientes. “Mas não sabemos exatamente por que o tratamento funciona melhor em algumas pessoas e não produz resultados em outras.”

Cliquet conta com outros testes que sugerem alguma alteração da atividade neuronal em paraplégicos e tetraplégicos que seguem sua terapia alternativa. Exames de ressonância magnética mostram que a quantidade de áreas do cérebro ativadas durante o trabalho de reabilitação por meio de estímulos nervosos é maior do que quando as vítimas de lesões na medula não são submetidas a esse tipo de tratamento. É mais um indício de que o estímulo elétrico aplicado no músculo do paciente provavelmente passa – sabe-se lá como – pela medula lesionada e atinge regiões do cérebro normalmente não utilizadas pelos pacientes. Com a melhora do quadro motor e o retorno de algumas sensações tácteis, os pacientes da Unicamp freqüentemente necessitam de cada vez menos estímulos elétricos para se movimentar.

A história de Luis Carlos de Castro, que sofreu uma lesão medular na altura do peito em um acidente de carro em 1997, ilustra bem o fato. Quando começou a reabilitação com a equipe de Cliquet, há dois anos, Luis precisava da ajuda de oito eletrodos – quatro em cada perna – para ficar de pé e dar alguns passos, sempre amparado por andadores. Hoje, bastam dois eletrodos em cada membro inferior para o paraplégico realizar os mesmos movimentos. “Com o trabalho aqui (na Unicamp), também consegui recuperar o controle do meu tronco, que antes estava paralisado”, afirma Luis. Provavelmente, os sinais que eram fornecidos pelos dois eletrodos suprimidos voltaram, com a repetição do trabalho de reabilitação, a ser produzidos pelo cérebro, o que tornou dispensável o auxílio do estímulo artificial.

Ao atingirem o estágio de Luis – ser capaz de ficar em pé e dar alguns passos com o auxílio de eletrodos e aparelhos de apoio -, os pacientes de Cliquet passam por uma bateria de exames no laboratório de biomecânica e reabilitação do aparelho locomotor do Hospital das Clínicas da Unicamp. Dão passos sobre uma esteira revestida de sensores, que medem a força mecânica aplicada contra o solo. E os movimentos de suas articulações e protuberâncias ósseas – realçadas por bolinhas plásticas colocadas em 30 pontos do corpo – são filmados e armazenados digitalmente, sob os mais diversos ângulos, por seis câmeras de infravermelho. Periodicamente, também é feito o controle do consumo de oxigênio dos pacientes durante o exercício, para evitar que eles façam um esforço exagerado que possa provocar problemas cardíacos.

Dogmas contrariados
Comparados aos feitos de outros mamíferos superiores, que, mesmo com graves danos na medula, reaprenderam a andar de forma quase normal, os progressos exibidos pelos seres humanos com lesões nesse órgão não chegam a ser uma surpresa total. A medula dos gatos, por exemplo, parece ter uma circuitaria neuronal tão sofisticada e versátil que felinos com paraplegia severa são capazes de ficar de pé e até dar passos. Desde 1910, quando o neurofisiologista inglês (e futuro Prêmio Nobel de Medicina em 1932) Charles Sherrington, da Universidade de Oxford, constatou que gatos com a medula totalmente lesionada conseguiam voltar a caminhar se devidamente exercitados, a ciência tenta entender essa habilidade. Independentemente de ter encontrado vias de acesso alternativo para levar sinais para o cérebro e trazer de volta, a medula desses felinos, por si só, tem a capacidade de controlar alguns tipos de movimento do corpo, inclusive os envolvidos no ato de andar. Ela é capaz de coordenar certos atos esensações ainda que totalmente desligada do cérebro, algo que contraria um dos dogmas da neurologia.

Diante dessa constatação e de uma série de estudos posteriores com animais, alguns cientistas começaram, nas últimas décadas, a pesquisar a fundo a hipótese de que a circuitaria neuronal da medula de pessoas lesionadas também pode reorganizar suas vias de ligação nervosa com o cérebro – ou mesmo trabalhar de forma mais ou menos independente daquele órgão. Afinal, se gatos lesionados voltam a andar quando treinados para isso, talvez um paraplégico também possa, em maior ou menor grau, (re)adquirir essa capacidade. Em várias partes do mundo, a partir dos anos 80, multiplicaram-se os relatos de paraplégicos que ganharam movimentos e sensação táctil depois de submetidos a intenso trabalho de fisioterapia, com ou sem o auxílio de drogas ou leves estímulos elétricos.

Entre os pacientes de Cliquet na Unicamp, houve pelo menos dois casos de paraplégicos que voltaram a caminhar de maneira quase normal com o auxílio dos estímulos elétricos. “Um deles voltou a andar de forma tão natural que nem dá para perceber que ele um dia foi paraplégico”, conta o pesquisador. De quebra, outro benefício experimentado por alguns pacientes submetidos à reabilitação com estímulos elétricos foi a redução nos níveis de osteoporose, a perda progressiva de massa óssea. Nos paraplégicos, a descalcificação óssea decorre fundamentalmente da não-utilização das partes do corpo afetadas pela lesão. Com o emprego da eletroestimulação e, em alguns casos, de ondas de ultra-som de baixa intensidade, o problema, que aumenta o risco de fraturas, pode ser reduzido nesses indivíduos.

Apoio artificial

Boa parte dos equipamentos empregados nos paraplégicos e tetraplégicos atendidos no Hospital das Clínicas da Unicamp saiu de projetos tocados no Laboratório de Biocibernética e Engenharia da Reabilitação (Labciber) da Escola de Engenharia da USP em São Carlos, também chefiado por Alberto Cliquet Junior. O mais recente produto desenvolvido pelos bioengenheiros são protótipos de bengalas e muletas instrumentalizadas, aparelhos dotados de sensores capazes de medir a força aplicada pelas mãos dos paraplégicos sobre esse tipo de apoio. As informações colhidas pelos equipamentos são enviadas a um computador, onde são armazenadas e processadas. A bengala e a muleta podem ser úteis para médicos e fisioterapeutas avaliarem a condição clínica de seus pacientes. “A força que um indivíduo aplica à bengala ou à muleta para se manter em equilíbrio é diretamente proporcional ao grau de sua lesão”, explica Cliquet. Numa iniciativa mais ambiciosa, os pesquisadores da USP trabalham na criação de uma prótese para membros superiores, apelidada de Mão de São Carlos. O primeiro protótipo dessa articulação artificial, que terá aparência externa de uma mão humana e deverá ficar pronta daqui a um ano e meio, será capaz de realizar algumas tarefas básicas. “A prótese tem de abrir e fechar a mão de pelo menos três formas distintas”, afirma Fransérgio Leite da Cunha, um dos engenheiros que participam do desenvolvimento da Mão de São Carlos. Dos dedos da mão artificial, apenas três serão capazes de realizar movimentos (polegar, indicador e médio). Os outros dois permanecerão imóveis, com funções apenas estéticas. A prótese da mão contará com sensores de força, temperatura e deslizamento. “Isso permitirá ao usuário do membro artificial dosar a força empregada para segurar objetos, reconhecer o calor ou frio proveniente dos artefatos e ainda perceber quando algo escorrega de seus dedos”, diz Cunha. Se as pesquisas no Labciber atingirem seus objetivos, a Mão de São Carlos poderá ser controlada por qualquer parte sadia do deficiente, como sua voz ou músculos preservados de seu corpo.Recentemente, a equipe de Cliquet começou a pesquisar a possibilidade de transformar um dos dedos da mão artificial (o indicador, possivelmente) num artefato útil para cirurgias realizadas a distância. A idéia dos pesquisadores é fazer do dedo uma espécie de bisturi eletrônico, que poderá ser controlado via Internet de qualquer parte do globo. “A Nasa (agência espacial norte-americana) está pesquisando essa tecnologia e nós, junto com a Universidade de Dundee, na Escócia, vamos entrar firme nessa área”, garante Cliquet.

O Projeto
Desenvolvimento de Mecanismos, Órgãos Artificiais e Biossensores na Modulação, Controle e Comunicação em Sistemas Biomecânicos e de Reabilitação (nº 96/12198-2); Modalidade Projeto temático; Coordenador Alberto Cliquet Junior – Faculdade de Ciências Médicas – Unicamp e Escola de Engenharia – USPem São Carlos; Investimento
R$ 1.521.587,09