Mistura de cérebro e máquina: o quão perto estamos?

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Originalmente escrito por James Wu e Rajesh Rao, pesquisadores do Centro de Engenharia Neural e Sensorimotora da Universidade de Washington.

Traduzido e adaptado de The Conversation.

Assim como os gregos antigos fantasiaram sobre o voo, a imaginação de hoje sonha em fundir mentes e máquinas como um remédio para o pesado problema da mortalidade humana. A mente pode se conectar diretamente com inteligência artificial, robôs e outras mentes através de tecnologias de interface cérebro-computador (BCI) para transcender nossas limitações humanas?

Ao longo dos últimos 50 anos, pesquisadores em laboratórios universitários e empresas de todo o mundo fizeram progressos impressionantes para alcançar tal visão. Recentemente, empresários bem sucedidos como Elon Musk e Bryan Johnson anunciaram novas startups que buscam aprimorar as capacidades humanas através da interface cérebro-computador.

Quão perto estamos de realmente conectar nossos cérebros com nossas tecnologias? E quais podem ser as implicações quando nossas mentes estão conectadas?

Eb Fetz, pesquisador do Centro de Engenharia Neural de Sensorimotor (CSNE), é um dos pioneiros a conectar máquinas e mentes. Em 1969, antes até de computadores pessoais, ele mostrou que os macacos podem ampliar seus sinais cerebrais para controlar uma agulha que se movia em um mostrador.

Grande parte do trabalho recente sobre BCIs tem como objetivo melhorar a qualidade de vida de pessoas paralisadas ou com graves deficiências motoras. Você pode ter visto algumas realizações recentes nas notícias: pesquisadores da Universidade de Pittsburgh usam sinais registrados dentro do cérebro para controlar um braço robótico; pesquisadores de Stanford podem extrair as intenções de movimento ​​de sinais cerebrais dos pacientes paralisados, permitindo que eles usem um tablet sem fio.

Da mesma forma, algumas sensações virtuais limitadas podem ser enviadas de volta ao cérebro, fornecendo corrente elétrica dentro do cérebro ou para a superfície do cérebro.

E os nossos principais sentidos de visão e som? As versões iniciais de olhos biônicos para pessoas com deficiência visual foram implantadas comercialmente e as versões melhoradas estão sendo submetidas a ensaios humanos. Os implantes cocleares, por outro lado, tornaram-se um dos implantes biônicos mais bem sucedidos – mais de 300 mil usuários em todo o mundo usam os implantes.

Os BCIs mais sofisticados são BCIs “bi-direcionais” (BBCIs), que podem gravar e estimular o sistema nervoso. Pesquisadores estão explorando os BBCI como uma nova e radical ferramenta de reabilitação para AVCs e lesões na medula espinhal. Um BBCI pode ser usado para fortalecer as conexões entre duas regiões cerebrais ou entre o cérebro e a medula espinhal e reencaminhar informações em torno de uma área de lesão para reanimar um membro paralisado .

Com todos esses êxitos até à data, você pode pensar que uma interface cérebro-computador está pronta para ser o próximo dispositivo de consumo imprescindível.

Mas uma visão cuidadosa de algumas das atuais demonstrações do BCI revela que ainda temos um caminho a seguir: quando os BCIs produzem movimentos, eles são muito mais lentos, menos precisos e menos complexos do que as pessoas são capazes de fazer facilmente com seus membros. Os olhos biônicos oferecem visão de baixa resolução; os implantes cocleares podem transmitir informações de fala limitadas eletronicamente, mas distorcem a experiência da música. E para fazer com que todas essas tecnologias funcionem, os eletrodos devem ser implantados cirurgicamente – uma perspectiva que a maioria das pessoas hoje não consideraria.

Nem todos os BCIs, no entanto, são invasivos. Existem BCIs que não requerem cirurgia; eles geralmente são baseados em gravações elétricas no couro cabeludo e foram usados ​​para demonstrar o controle de cursores , cadeiras de rodas, braços robóticos e drones.

Mesmo com eletrodos implantados, outro problema com a tentativa de ler mentes surge de como nossos cérebros são estruturados. Sabemos que cada neurônio e seus milhares de vizinhos conectados formam uma rede inimaginável e em constante mudança. O que isso pode significar para neuroengenharia?

Imagine que você está tentando entender uma conversa entre um grande grupo de amigos sobre um assunto complicado, mas você tem permissão para ouvir apenas uma pessoa. Você dificilmente descobrirá o tema, e também não saberá todos os detalhes da discussão.

Há também o que pensamos como uma barreira linguística. Os neurônios comunicam uns com os outros através de uma complexa interação de sinais elétricos e reações químicas. Este “idioma eletroquímico” pode ser interpretado como circuitos elétricos, mas não é fácil. Da mesma forma, quando “falamos com o cérebro” usando estímulos elétricos, é com certa dificuldade. Isso torna difícil para os neurônios entenderem o que o estímulo está tentando transmitir no meio de todas as outras atividades neurais em curso.

Finalmente, há o problema dos danos. O tecido cerebral é macio e flexível, enquanto a maioria de nossos materiais eletricamente condutores (os fios que se conectam ao tecido cerebral) tendem a ser muito rígidos. Isso significa que a parte eletrônica implantada geralmente causa cicatrizes e reações imunes que significam que os implantes perdem a eficácia ao longo do tempo. As fibras biocompatíveis flexíveis podem ajudar a melhorar isso.

Apesar de todos esses desafios, estamos otimistas em relação ao nosso futuro biônico. Os BCIs não precisam ser perfeitos. O cérebro é incrivelmente adaptativo e capaz de aprender a usar BCI de forma semelhante a forma como aprendemos novas habilidades, como dirigir um carro ou usar um computador. Da mesma forma, o cérebro pode aprender a interpretar novos tipos de informações sensoriais, mesmo quando é entregue de forma não invasiva, como por exemplo, através de pulsos magnéticos.

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