Dr. Joshua Bederson coloca eletrodos da Precision Neuroscience em um cérebro.
Ashley Capoot
Enquanto as luzes diminuíam na sala de cirurgia do Hospital Mount Sinai, na cidade de Nova York, o Dr. Joshua Bederson se preparava para fazer história.
Bederson, presidente do Departamento de Neurocirurgia do Mount Sinai Health System, não é estranho às longas horas em uma sala de cirurgia. O ex-ginasta competitivo completou mais de 6.500 procedimentos em sua carreira e disse que visualiza os passos de cada um como se estivesse ensaiando uma rotina.
Naquela manhã específica de abril, Bederson estava se preparando para um caso de ressecção de meningioma, o que significava que removeria um tumor cerebral benigno. Bederson disse que seu foco principal é sempre cuidar do paciente, mas, em alguns casos, ele também ajuda no avanço da ciência.
Este procedimento foi um desses casos.
Uma pequena multidão se reuniu quando Bederson se sentou na sala de cirurgia, sua silhueta brilhando com a luz branca brilhante que brilhava sobre o paciente à sua frente. Profissionais de saúde, cientistas e a CNBC se inclinaram para a frente – alguns espiando pelas janelas – para observar enquanto Bederson colocava pela primeira vez quatro conjuntos de eletrodos da Precision Neuroscience na superfície do cérebro do paciente.
Um eletrodo é um pequeno sensor que pode detectar e transportar um sinal elétrico, e um conjunto é uma grade de eletrodos. Os neurocirurgiões usam eletrodos durante alguns procedimentos para ajudar a monitorar e evitar partes importantes do cérebro, como áreas que controlam a fala e os movimentos.
Precision é uma startup de três anos que está construindo uma interface cérebro-computador, ou BCI. Um BCI é um sistema que decodifica sinais neurais e os traduz em comandos para tecnologias externas. Talvez a empresa mais conhecida na área seja a Neuralink, de propriedade da Tesla e o CEO da SpaceX, Elon Musk.
Outras empresas como Synchron e Paradromics também desenvolveram sistemas BCI, embora seus objetivos e designs variem. A primeira aplicação do sistema Precision será ajudar pacientes com paralisia grave a restaurar funções como fala e movimento, de acordo com seu site.
Stephanie Rider, da Precision Neuroscience, inspeciona o conjunto de microeletrodos da empresa
Fonte: Neurociência de Precisão
O principal BCI da Precision é chamado de Interface Cortical de Camada 7. É um conjunto de microeletrodos mais fino que um fio de cabelo humano e se assemelha a um pedaço de fita adesiva amarela. Cada conjunto é composto por 1.024 eletrodos e a Precision afirma que ele pode se adaptar à superfície do cérebro sem danificar nenhum tecido.
Quando Bederson usou quatro matrizes da empresa durante a cirurgia em abril, ele estabeleceu um recorde para o maior número de eletrodos colocados no cérebro em tempo real, de acordo com a Precision. Mas talvez o mais importante é que as matrizes foram capazes de detectar sinais dos dedos individuais do paciente, o que representa uma quantidade de detalhes muito maior do que os eletrodos padrão são capazes de capturar.
Usar o conjunto de eletrodos do Precision é como transformar uma imagem pixelizada e de baixa resolução em uma imagem 4K, disse Ignacio Saez, professor associado de neurociência, neurocirurgia e neurologia na Escola de Medicina Icahn em Mount Sinai. Saez e sua equipe supervisionam o trabalho da Precision no Mount Sinai.
“Em vez de ter 10 eletrodos, você está me dando 1.000 eletrodos”, disse Saez à CNBC em entrevista. “A profundidade, a resolução e os detalhes que você obterá são completamente diferentes, embora de alguma forma reflitam a mesma atividade neurológica subjacente.”
Bederson disse que acessar esse nível de detalhe poderia ajudar os médicos a serem mais delicados em suas cirurgias e outras intervenções no futuro. Para a Precision, a capacidade de registrar e decodificar sinais de dedos individuais será crucial à medida que a empresa trabalha para ajudar os pacientes a restaurar o controle motor fino.
Os dados representam um marco para a Precision, mas há um longo caminho pela frente antes que ela atinja alguns de seus objetivos mais elevados. A empresa ainda está trabalhando para obter a aprovação da Food and Drug Administration dos EUA e ainda não implantou em um paciente uma versão mais permanente de sua tecnologia.
“Acho que esses são pequenos passos em direção ao objetivo final da interface cérebro-computador”, disse Bederson à CNBC em entrevista.
Dentro da sala de cirurgia
Dr. Joshua Bederson se prepara para a cirurgia no Hospital Mount Sinai.
Ashley Capoot
A cirurgia de Bederson em abril não foi o primeiro rodeio do Precision. Na verdade, foi a 14ª vez que a empresa colocou seu conjunto no cérebro de um paciente humano.
A Precision tem feito parceria com centros médicos acadêmicos e sistemas de saúde para realizar uma série de estudos clínicos pioneiros em humanos. O objetivo de cada estudo varia, e a empresa anunciou sua colaboração com o Mount Sinai em março.
No Mount Sinai, a Precision está explorando diferentes aplicações para seu conjunto em ambientes clínicos, como a forma como ele pode ser usado para ajudar a monitorar o cérebro durante uma cirurgia. Nesses procedimentos, cirurgiões como Bederson colocam temporariamente o conjunto do Precision em pacientes que já estão sendo submetidos a uma cirurgia cerebral por motivos médicos.
Os pacientes dão seu consentimento para participar previamente.
É rotina para os neurocirurgiões mapearem os sinais cerebrais com eletrodos durante esses tipos de procedimentos. Bederson disse que a prática aceita atualmente é usar entre quatro e quase 100 eletrodos – muito longe dos 4.096 eletrodos que ele estava se preparando para testar.
Matrizes de eletrodos da Precision Neuroscience exibidas em uma mesa.
Ashley Capoot
Os arrays da Precision estão em uso para uma pequena parte dessas cirurgias, então a CNBC entrou na sala de cirurgia em abril, quando o procedimento já estava em andamento.
O paciente, que pediu anonimato, estava dormindo. A equipe de Bederson já havia removido parte do crânio, o que deixou uma abertura do tamanho de um cartão de crédito. Quatro das matrizes do Precision foram cuidadosamente dispostas em uma mesa próxima.
Assim que o paciente foi estabilizado, os funcionários da Precision entraram na sala de cirurgia. Eles ajudaram a fixar os conjuntos em um arco ao redor da abertura na cabeça do paciente e conectaram feixes de longos fios azuis na outra extremidade a um carrinho cheio de equipamentos e monitores.
O Dr. Benjamin Rapoport, cofundador e diretor científico da Precision, observou silenciosamente. Todo procedimento importante apresenta alguns riscos, mas o comportamento calmo do neurocirurgião de fala mansa nunca vacilou. Ele disse à CNBC que cada novo caso é tão emocionante quanto o anterior, especialmente porque a empresa ainda está aprendendo.
Especialistas ajudam a configurar a fiação da tecnologia da Precision Neuroscience.
Ashley Capoot
Bederson entrou na sala de cirurgia quando os preparativos da Precision se aproximavam do fim. Ele ajudou a fazer alguns ajustes finais na configuração e as luzes do teto da sala de cirurgia foram apagadas.
A conversa contínua se acalmou em sussurros abafados. Bederson estava pronto para começar.
Ele começou puxando cuidadosamente uma membrana fibrosa chamada dura-máter para revelar a superfície do cérebro. Ele colocou uma tira padrão de eletrodos no tecido por alguns minutos e então chegou a hora de testar a tecnologia da Precision.
Usando uma pinça amarela chamada pinça de baioneta longa, Bederson começou a colocar todos os quatro conjuntos de eletrodos do Precision no cérebro do paciente. Ele posicionou as duas primeiras matrizes com facilidade, mas as duas últimas se mostraram um pouco mais desafiadoras.
Bederson estava trabalhando com uma pequena seção de tecido cerebral, o que significava que as matrizes precisavam ser anguladas corretamente para ficarem planas. Para referência, imagine organizar as extremidades de quatro fitas métricas separadas dentro de uma área de superfície aproximadamente do tamanho de um elástico. Demorou um pouco para reconfigurar, mas depois de alguns minutos, Bederson fez acontecer.
Renderizações em tempo real da atividade cerebral do paciente foram exibidas nos monitores do Precision na sala de cirurgia. Todas as quatro matrizes estavam funcionando.
Numa entrevista após a cirurgia, Bederson disse que era “complicado” e “um pouco estranho” colocar todas as quatro matrizes de uma só vez. Do ponto de vista do design, ele disse que duas matrizes com o dobro de pontos de contato ou matrizes mais longas com maior espaçamento teriam sido úteis.
Bederson comparou as matrizes ao espaguete, e a descrição foi adequada. De onde a CNBC estava assistindo, era difícil dizer onde um terminava e o próximo começava.
Depois que todos os arrays foram colocados e detectando ativamente os sinais, Rapoport da Precision ficou com sua equipe perto dos monitores para ajudar a supervisionar a coleta de dados. Ele disse que a pesquisa é produto de um verdadeiro esforço de equipe da empresa, do sistema de saúde e do paciente, que muitas vezes não consegue ver os benefícios da tecnologia nesta fase.
“É preciso muita gente para fazer esse tipo de coisa avançar”, disse Rapoport.
A CNBC saiu da sala de cirurgia quando Bederson começou a remover o tumor, mas disse que o caso correu bem. O paciente acordou depois com alguma fraqueza no pé, já que a cirurgia foi realizada naquela parte do cérebro, mas Bederson disse esperar que o pé se recuperasse em cerca de três a quatro semanas.
Funcionários da Precision Neuroscience coletando dados.
Ashley Capoot
Rapoport esteve presente nesta cirurgia em particular por causa de sua função na Precision, mas conhece bem as salas de cirurgia do Monte Sinai.
Rapoport é cirurgião e atua como professor assistente de neurocirurgia na Escola de Medicina Icahn no Monte Sinai. Rapoport se reporta a Bederson, e Bederson disse que os dois se conhecem desde que Rapoport estava em residência na Weill Cornell Medicine.
Thomas Oxley, CEO da empresa concorrente do BCI Synchron, também é membro do corpo docente de Bederson. A Synchron construiu um BCI semelhante a um stent que pode ser inserido através dos vasos sanguíneos do paciente. No início de fevereiro, a empresa implantou seu sistema em 10 pacientes humanos. Também está trabalhando para obter a aprovação da FDA.
Bederson tem participação acionária na Synchron, mas disse à CNBC que não sabia o quanto isso o impediria de participar de pesquisas com a equipe da Synchron. Ele não tem investimento monetário na Precision.
“Eu realmente não queria ter nenhum interesse financeiro na Precision porque acho que ela tem um futuro igualmente promissor e queria avançar a ciência o mais rápido que pudesse”, disse Bederson.
Rapoport também ajudou a fundar a Neuralink de Musk em 2017, embora ele tenha deixado a empresa no ano seguinte. A Neuralink está construindo um BCI projetado para ser inserido diretamente no tecido cerebral, e a empresa recebeu recentemente aprovação para implantar seu segundo paciente humano, de acordo com um relatório da Jornal de Wall Street na segunda-feira.
À medida que a indústria de BCI esquenta, Bederson disse que a quantidade que os cientistas entendem sobre o cérebro está prestes a “explodir” nos próximos anos. Empresas como a Precision estão apenas começando.
Dr. Joshua Bederson ajuda a configurar os conjuntos de eletrodos da Precision Neuroscience.
Ashley Capoot
“Eu realmente sinto que o futuro é onde está a emoção”, disse Bederson.
Rapoport disse que a Precision espera receber a aprovação da FDA para a versão com fio de seu sistema “dentro de alguns meses”. Essa versão, que foi o que a CNBC viu na sala de cirurgia, seria para uso em ambiente hospitalar ou unidade de atendimento monitorado por até 30 dias por vez, disse ele.
O implante permanente da Precision, que transmitirá sinais sem fio, passará por um processo de aprovação separado com o FDA.
Rapoport disse que a Precision espera implantar em “algumas dezenas” pacientes a versão com fio de sua tecnologia até o final do ano. Essa coleta de dados daria à empresa um “nível muito alto de confiança” em sua capacidade de decodificar sinais de movimento e fala em tempo real, disse ele.
“Dentro de alguns anos, teremos uma versão muito mais avançada da tecnologia”, disse Rapoport.
