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O potencial da Interface Cérebro-Máquina


Nicolelis MA. Actions from thoughts. Nature 409: 403– 407, 2001.

A tecnologia surpreende cada vez mais a todos nós, talvez seja o lado mais notável quando falamos em relação à percepção de tempo, que aparenta passar cada vez mais rápido nesse mundo tecnológico. Chega a ser até engraçado pensar que jovens adultos de 18 a 20 anos não chegam sequer a lembrar de internet discada, ou até mesmo saber como funcionava esse tipo de conexão. A cada ano que passa, surgem ideias, projetos, produtos e serviços cada vez mais surpreendentes e, no âmbito da Neurociência, não é diferente.

A área computacional voltada ao processamento de sinais neurais, teve avanços surpreendentes nos últimos anos e ganhou os holofotes de muitos pesquisadores e de grandes empresas. Há 10 ou 20 anos atrás, uma lesão na medula espinal poderia ser algo irreversível e qualquer pessoa que dissesse ser capaz de encontrar uma solução para reverter tal quadro clínico de algum paciente seria totalmente desacreditada, desestimulada. No entanto, atualmente, isso é algo muito próximo, graças à ICM (Interface Cérebro-Máquina), seus derivados (Interface Cérebro-Cérebro, por exemplo) e a algo chamado de neuroplasticidade, que seria a capacidade adaptativa de alguns mecanismos neurais.

A ICM pode ser compreendida através de um estudo feito com macacos-rhesus, que consistia na movimentação de um braço mecânico apenas com as ondas cerebrais captadas e codificadas do cérebro do animal. Na primeira etapa, o macaco controlava um joystick com um botão e acompanhava uma tela com a imagem de um braço e de um objeto. O joystick controlava a direção do braço virtual e o botão fazia com que o alvo fosse pego pela mão virtual, caso conseguisse, o animal ganhava suco como forma de recompensa. Nessa tarefa, os sinais eram captados através de microeletrodos implantados, principalmente das áreas motoras e sensoriais do cérebro. Então, eram codificados gerando padrões de ativação neurais. Na segunda etapa, o joystick era retirado e o animal deveria realizar a tarefa de alcançar o objeto e pegá-lo apenas com os sinais neurais. Nesse caso, os sinais gerados nessa tarefa eram captados e enviados para uma central, codificados e identificados com os padrões gerados pela tarefa anterior, gerando uma saída, que nesse caso era o movimento de alcance do braço virtual e do fechamento da mão desse mesmo braço. Se conseguisse realizar a tarefa, o animal também recebia suco como reforço.

O estudo acima traz algo que é mais importante e revelador do que aparenta. Apenas com ondas cerebrais que podem ser extraídas de métodos menos invasivos, como EEG (eletroencefalograma), que não envolve implantes de eletrodos, podemos gerar padrões de ativação neurais que são codificados e decodificados, gerando uma saída que pode movimentar um braço mecânico, por exemplo, ou até mesmo ativar um estimulador na medula espinal de um paciente paraplégico lesionado, auxiliando com que a pessoa retome as informações sensoriais e motoras de um membro antes impossibilitadas devido à lesão. Além disso, esses estudos apresentam diversas ramificações, não só para a área motora, mas também para outras áreas, como aprendizagem.

Analisando essas descobertas, não é impossível imaginar que um dia os seres humanos possam se comunicar sem ao menos expressar uma palavra, apenas com um dispositivo que permite esse tipo de interação entre dois cérebros (nesse caso seria BTBI – brain to brain interface ou Interface Cérebro-Cérebro). O que muitos chamam de “o poder da mente”, em ICM poderia ser traduzido simplesmente como “sinais neurais”.

Referências:

Mikhail A. Lebedev, Miguel A. L. Nicolelis. BRAIN-MACHINE INTERFACES: FROM BASIC SCIENCE TO NEUROPROTHESES AND NEUROHEABILITATION;


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