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O poder do pensamento, laboratórios de todo o mundo estão construindo máquinas que podemos controlar com nossas mentes.

Você volta do trabalho, desaba no sofá e escolhe uma faixa de sua lista de reprodução favorita. Sem sair daquele lugar, você começa a aquecer o forno para preparar o jantar antes de iniciar uma conversa com seu amigo que mora do outro lado da cidade. Você faz tudo isso sem nunca dizer uma palavra ou apertar um único botão, tudo isso apenas com o poder do pensamento.

A ideia de que poderíamos dirigir nossas vidas de dentro de nossas cabeças é, obviamente, uma fantasia, mas há quem esteja tentando torná-la realidade. Em 2017, a SpaceX e o bilionário Elon Musk da Tesla anunciaram um novo empreendimento, o Neuralink . Seu objetivo: construir uma interface cérebro-computador implantável de alta largura de banda que nos colocará permanentemente online e nos permitirá comunicar-nos sem fio com qualquer coisa que tenha um chip de computador. O dispositivo poderia, teoricamente, permitir-nos ter conversas pensadas com os nossos amigos, partilhar memórias como se fossem vídeos de smartphones e ‘saber’ tudo o que quiséssemos simplesmente invocando da nuvem.

Enquanto isso, no início deste ano, a Agência de Projetos de Pesquisa Avançada de Defesa dos Estados Unidos (DARPA), anunciou planos para desenvolver interfaces cérebro-computador de próxima geração , com o objetivo de aprimorar as habilidades do pessoal militar. Um documento lançado recentemente sugeriu um possível experimento para testar esses dispositivos: “um sujeito humano controlando vários drones em uma configuração de realidade virtual, enquanto recebe feedback sensorial para retratar o status de cada drone”. Em outras palavras, podemos um dia ver soldados controlando drones com suas mentes.

Parece impressionante, mas é possível? Versões primitivas de interfaces cérebro-máquina já foram usadas para ajudar pessoas paralisadas a mover membros protéticos, mas poderíamos realmente ver essa tecnologia dando o salto para o uso diário?

Pensamento de grupo

Uma interface cérebro-computador é um dispositivo capaz de ler os impulsos elétricos vindos das células nervosas do cérebro (neurônios) usando eletrodos e, idealmente, também escrever para o cérebro, entregando informações ao usuário ao estimular grupos de neurônios. O objetivo final do Neuralink é construir uma interface que interaja diretamente com cada um dos 86 bilhões de neurônios em nossos cérebros, e a empresa está aparentemente no processo de formar uma equipe de cientistas especializados para seu projeto. Os detalhes mais precisos de como exatamente o Neuralink planeja fazer isso permanecem em segredo, no entanto.

“Ainda estou procurando mais informações sobre isso”, disse o Dr. Davide Valeriani, que estuda interfaces cérebro-computador na Universidade de Essex. “Musk anunciou essas iniciativas e por um tempo não disse mais nada.”

Valeriani trabalha com o tipo de interface cérebro-computador com que você deve estar mais familiarizado – gorros de eletroencefalografia (EEG), aqueles gorros horríveis com todos os sensores e fios presos a eles. “Você pode imaginar isso como um sistema que você pode colocar em uma mochila, com eletrodos integrados em algo que já usamos, um chapéu ou rede de cabelo ou o que quer que seja”, diz Valeriani. Para fazer com que esse sistema funcione para um determinado usuário, basta meia hora ou mais de treinamento, não para o humano, mas para a máquina, que precisa aprender quais padrões no cérebro da pessoa estão associados a certos pensamentos.

Valeriani usa essas configurações de EEG para tarefas de tomada de decisão em grupo. Em um experimento de um estudo de 2017, sua equipe pediu a grupos de pessoas usando bonés que olhassem para os pinguins e tentassem localizar um urso polar em cada imagem. Eletrodos nos capacitores de EEG monitoraram seus sinais cerebrais e um computador deu uma resposta coletiva. O computador aprendeu a reconhecer os sinais associados à confiança de cada pessoa em sua decisão e deu mais peso às respostas confiantes ao chegar com a resposta – se havia ou não um urso polar. Talvez não seja exagero imaginar tecnologia semelhante sendo usada por policiais para procurar suspeitos em filmagens de CFTV ou por soldados avaliando cenários de guerra, a única desvantagem sendo as redes de cabelo EEG e mochilas cheias de eletrônicos que eles precisam usar.

Conectado

A alternativa é implantar eletrodos diretamente na cabeça, que é o que Matthew Nagle fez em 2004. Os testes de interfaces implantáveis ​​cérebro-computador até agora têm se concentrado principalmente em pessoas paralisadas, porque para elas, o ganho de função vale a cirurgia e seus riscos. Tetraplégico, Nagle aproveitou uma tentativa para se conectar a um computador, permitindo-lhe, com a prática, controlar com a mente um cursor na tela do computador, operar uma TV e enviar e-mails.

No ano passado, os pesquisadores usaram uma versão atualizada desta interface implantada ‘Braingate’ para dar a três pessoas paralisadas a capacidade de digitar até oito palavras por minuto com seus cérebros. Infelizmente, o atual estado da arte desse sistema requer cerca de 100 eletrodos e um grosso conjunto de cabos para serem conectados diretamente na parte superior do seu crânio, correndo o risco de infecção e parecendo algo saído de Matrix .

“Esse é um dos principais problemas”, diz o professor Thomas Stieglitz, que está desenvolvendo interfaces cérebro-computador para aplicações médicas na Universidade de Freiburg, na Alemanha. “Ainda existem esses conectores feios que são aparafusados ​​no crânio e perfuram a pele.” Ampliar para uma interface de cérebro inteiro – à la Neuralink – exigiria milhões ou bilhões de eletrodos a mais, que atualmente não podem ser removidos de seus conectores.

Em Freiburg, a equipe de Stieglitz está tentando construir um implante que pode suprimir os sinais cerebrais que levam a uma crise epiléptica – um passo, talvez, em direção ao uso generalizado de interfaces cérebro-computador para os mais saudáveis. “Nosso sonho”, diz ele, “seria que o implante tivesse um programa que diz ‘Tudo bem, isso parece ser um episódio de convulsão em seis segundos e sei que devo estimular essa parte do cérebro para interromper a convulsão.’ ”Na verdade, acrescenta, já existe um dispositivo implantável, um neuroestimulador da empresa NeuroPace, aprovado como produto médico para esse fim.

Enquanto isso, a Neuroloop, empresa spin-off da Universidade de Freiburg, está desenvolvendo um implante de pressão arterial que estimula as fibras do nervo vago que fornecem ao cérebro informações sobre a pressão arterial. Ele envia um sinal ao cérebro dizendo que a pressão arterial está muito alta, acionando o chamado ‘barorreflexo’ do corpo, que pode baixar rapidamente a pressão arterial por meio de alterações nos músculos e vasos sanguíneos do coração.

Ao mesmo tempo, no entanto, Stieglitz está atolado em alguns dos problemas de engenharia que os pesquisadores enfrentam ao criar as primeiras encarnações desses implantes – problemas que terão de ser resolvidos se quisermos curar a epilepsia ou ter conversas mentais com nossos amigos. “O desafio é projetar o sistema de forma que ele possa interagir com o corpo humano por toda a vida”, diz Stieglitz. Isso significa encontrar uma maneira de alimentá-lo sem fio dentro do crânio sem ter que removê-lo para carregar as baterias, bem como certificar-se de que ele não danifique os nervos com os quais interage ou corroa no ambiente aquoso do corpo. De acordo com Stieglitz, o último problema pode ser resolvido com a fabricação de ‘implantes moles’ que imitam a flexibilidade do tecido nervoso, mas deixaria os cirurgiões com uma tarefa semelhante a “implantar uma água-viva”.

Além de questões práticas, existe um campo minado de questões éticas com dispositivos implantáveis. A DARPA considera o “fardo da cirurgia” muito grande e os riscos muito altos para testes em soldados aptos, enquanto Valeriani acredita que é melhor investir em interfaces comprovadas, não cirúrgicas, que são mais baratas. Valeriani admite, no entanto, que colocar eletrodos do lado de fora do crânio não pode chegar perto do nível de detalhe que seria necessário para uma interface com o cérebro inteiro. Eletrodos externos só permitem aos neurocientistas ter uma ideia geral do que as regiões do cérebro estão dizendo. Obter uma leitura precisa de um único neurônio requer ir para o interior do cérebro e isso significa uma grande cirurgia. Ou não?

Coma minha poeira (neural)

Cinco anos atrás, uma equipe da Universidade da Califórnia, Berkeley, descreveu pela primeira vez a poeira neural. Hoje, dois de seus inventores, Prof Jose Carmena e Prof Michel Maharbiz, estão abrindo uma empresa de neurotecnologia, Iota Biosciences , desenvolvendo minúsculos implantes neurais que eles imaginam serem instalados em um procedimento ambulatorial simples – “da mesma forma que você obtém um piercing ou uma tatuagem ”, explica Carmena.

Usando implantes do tamanho de grãos de areia, eles mostraram que podem registrar e estimular os nervos em ratos. Eles imaginam um futuro em que teríamos um monte de partículas de poeira neural implantadas para controlar nossa saúde por meio de rastreadores de condicionamento físico e tratar de tudo, desde problemas cardíacos até asma, apenas mexendo nos nervos certos. Os ciscos de Iota seriam sem fio e sem bateria, potencialmente eliminando os conectores de cabo e resolvendo o problema de fornecer energia para o resto da vida.

Mas como colocar os implantes no cérebro sem abrir o crânio? Uma abordagem pode ser esperar até que a tecnologia diminua ainda mais, para que os ciscos possam ser injetados, talvez no fluido espinhal. A DARPA imagina algo semelhante para seus dispositivos militares. Seu documento recente cobre dispositivos de tamanho nano que seriam entregues ao cérebro por “ingestão, injeção ou administração nasal”.

Maharbiz questiona se implantes tão pequenos poderiam fazer algo útil. Na verdade, a dupla de Iota acredita que é possível alcançar coisas “estonteantes” sem nem mesmo entrar no sistema nervoso central. Em vez disso, suas partículas de poeira poderiam acessar o cérebro por meio de seus ramos nervosos em nossos membros e órgãos, de maneira semelhante ao aparelho de pressão arterial do NeuroPace. “Existem outros lugares no sistema nervoso onde achamos que você pode realmente colocar essas portas”, diz Maharbiz. “Não vai lhe dar a mesma largura de banda que ter mil canais em seu córtex, mas você ficará surpreso com quantas coisas você pode fazer – como o aprimoramento de suas capacidades cognitivas – estimulando esses nervos periféricos”.

Parece que a poeira neural pode ser a solução perfeita para quem tem medo de uma pequena craniotomia. Mas também poderia ser usado para construir a máquina dos sonhos de Elon Musk? Podemos imaginar uma interface de todo o cérebro feita de milhões de partículas de poeira eletrônicas?

Curiosamente, um dos colaboradores da equipe Iota no papel do pó neural original foi Dongjin Seo, que agora trabalha com Neuralink. Enquanto Musk permanece estranhamente silencioso sobre seu novo projeto, Carmena e Maharbiz conhecem alguns membros da equipe e dizem que “não há exagero” na ideia de construir uma interface de cérebro implantável de última geração. Mas, independentemente das outras ambições de Musk, as primeiras pessoas a se beneficiar serão aqueles com certas condições médicas, diz Carmena. “A realidade é que eles vão construir dispositivos clinicamente viáveis ​​e precisamos deles até ontem”, diz ele. “Em termos de uso, vai ser medicinal por muito tempo. Não sei dizer quanto tempo, mas vai demorar um pouco. ”

Portanto, por enquanto, observe este espaço, mas se alguém pretende superar o mundo das interfaces cérebro-computador, você não apostaria contra Elon Musk.

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