Interfaces cérebro-máquina já foram objeto de ficção científica. Mas a tecnologia - que permite a comunicação direta entre a pessoa ou o cérebro de um animal e um dispositivo externo ou outro cérebro - percorreu um longo caminho na última década.
Os cientistas desenvolveram interfaces que permitem que pessoas paralisadas digitem letras em uma tela, que uma pessoa mova a mão de outra pessoa com seus pensamentos e até possibilite que dois ratos negociem pensamentos - nesse caso, o conhecimento de como resolver um determinado problema. tarefa - quando eles estão localizados em laboratórios a milhares de quilômetros de distância.
Agora, uma equipe liderada por Miguel Nicolelis, da Duke University (o cientista por trás do esquema de raciocínio de ratos, entre outras interfaces cérebro-máquina) criou uma nova configuração que permite aos macacos controlar dois braços virtuais simplesmente pensando em mover seus braços reais. . Eles esperam que a tecnologia, revelada em um artigo publicado hoje na Science Translational Medicine, possa algum dia levar a interfaces similares que permitam aos humanos paralisados mover braços e pernas robóticos.
Anteriormente, a equipe de Nicolelis e outros criaram interfaces que permitiam que macacos e humanos movessem um único braço. de forma semelhante, mas esta é a primeira tecnologia que permite que um animal mova vários membros simultaneamente. "Os movimentos bimanuais em nossas atividades diárias - desde digitar em um teclado até abrir uma lata - são extremamente importantes", disse Nicolelis em um comunicado à imprensa. "Futuras interfaces cérebro-máquina destinadas a restaurar a mobilidade em humanos terão que incorporar múltiplos membros para beneficiar pacientes gravemente paralisados."
Como as interfaces anteriores do grupo, a nova tecnologia conta com eletrodos ultra finos que são cirurgicamente incorporados no córtex cerebral do cérebro dos macacos, uma região do cérebro que controla os movimentos voluntários, entre outras funções. Mas ao contrário de muitas outras interfaces cérebro-máquina, que usam eletrodos que monitoram a atividade cerebral em apenas alguns neurônios, a equipe de Nicolelis registrou atividade em quase 500 células cerebrais distribuídas por uma área de córtex nos dois macacos Rhesus que foram testados este estudo.
Então, ao longo de algumas semanas, eles repetidamente colocaram os macacos na frente de um monitor, onde viram um par de braços virtuais de uma perspectiva em primeira pessoa. Inicialmente, eles controlaram cada um dos braços com joysticks, e completaram uma tarefa na qual eles tinham que mover os braços para encobrir formas móveis para receber uma recompensa (um sabor de suco).
Quando isso aconteceu, os eletrodos registraram a atividade cerebral nos macacos que se correlacionou com os vários movimentos do braço, e os algoritmos analisaram-no para determinar quais padrões específicos na ativação dos neurônios estavam ligados a quais movimentos do braço - esquerdo ou direito e para frente ou para trás. .
Eventualmente, uma vez que o algoritmo pudesse prever com precisão o movimento do braço do macaco baseado nos padrões cerebrais, a configuração foi alterada de modo que os joysticks não controlassem mais os braços virtuais - os pensamentos dos macacos, conforme registrados pelos eletrodos, estavam no controle. Do ponto de vista dos macacos, nada havia mudado, pois os joysticks ainda estavam na frente deles, e o controle era baseado em padrões cerebrais (especificamente, imaginando seus próprios braços em movimento) que eles estavam produzindo de qualquer maneira.
Em duas semanas, porém, ambos os macacos perceberam que não precisavam mover as mãos de fato e manipular os joysticks para mover os braços virtuais - precisavam apenas pensar em fazê-lo. Com o tempo, eles conseguiram controlar cada vez melhor os braços virtuais através dessa interface máquina-cérebro, acabando por fazê-lo com a mesma eficácia com que moviam os joysticks.
Futuros avanços nesse tipo de interface podem ser extremamente valiosos para pessoas que perderam o controle de seus próprios membros, devido à paralisia ou outras causas. À medida que os membros biônicos de alta tecnologia continuam a se desenvolver, esses tipos de interfaces podem eventualmente ser o modo como eles serão usados diariamente. Uma pessoa com uma lesão na medula espinhal, por exemplo, poderia aprender a imaginar efetivamente mover dois braços de modo que um algoritmo pudesse interpretar seus padrões cerebrais para mover dois braços robóticos da maneira desejada.
Mas as interfaces cérebro-máquina também podem servir também a uma população muito mais ampla: usuários de smartphones, computadores e outras tecnologias de consumo. As empresas já desenvolveram headsets que monitoram suas ondas cerebrais para que você possa mover um personagem em um videogame simplesmente pensando nele, essencialmente usando seu cérebro como um joystick. Eventualmente, alguns engenheiros imaginam que as interfaces cérebro-máquina poderiam nos permitir manipular tablets e controlar a tecnologia wearable, como o Google Glass, sem dizer uma palavra ou tocar em uma tela.
