Na área médica, a maioria interface cérebro-máquina a pesquisa se concentra na tentativa de substituir informações sensoriais perdidas, como restaurar o sentido do tato em pessoas com lesões na medula espinhal. No entanto, um estudo recente adotou uma abordagem diferente ao usar uma interface cérebro-máquina para aumentar os sistemas sensoriais existentes e criar um “sexto sentido” em ratos.
“Isto constitui um passo importante na direção de sistemas ‘Ciber-Físicos’, que fundem computadores com seres vivos. cérebro”, disse o autor sênior Dr. Tim Lucas, professor assistente de neurocirurgia da Universidade da Pensilvânia, ao Digital Tendências. Ele disse que a tecnologia poderia ser desenvolvida no futuro para restaurar experiências sensoriais em pessoas que sofrem de paralisia.
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O novo estudo da Penn Medicine faz exatamente isso, implantando pequenos eletrodos no cérebro de ratos e fornecendo-lhes informações na forma de feedback sensorial. Os pesquisadores começaram implantando cirurgicamente os eletrodos nos cérebros dos ratos. Em seguida, colocaram os animais em um labirinto aquático pintado de preto por dentro, com uma plataforma escondida sob a água que eles precisavam alcançar para escapar.
Os ratos não conseguiam ver a plataforma, por isso não receberam informações visuais sobre como navegar no labirinto. Mas eles tinham informações da interface. Os eletrodos estimularam seus cérebros para informar aos ratos onde a plataforma estava localizada em relação à sua localização. posição atual, e os ratos foram capazes de usar esta informação para chegar à plataforma mesmo no escuridão.
Os pesquisadores usaram uma técnica chamada microestimulação intracortical, que é muito mais precisa do que outros tipos de estimulação cerebral (como estimulação transcutânea por corrente contínua). Esses outros métodos ativam milhares ou milhões de neurônios e outros elementos neurais, enquanto a microestimulação intracortical ativa apenas cerca de dez elementos. Isto significa que a estimulação aplicada ao cérebro pode ser direcionada com precisão, dando aos pesquisadores a capacidade de criar uma percepção única e discreta, em vez de ativar uma área inteira do cérebro.
Com esta estimulação mais precisa, os pesquisadores poderiam atingir áreas cerebrais muito específicas para transmitir informações. No entanto, há um desafio. Não basta simplesmente estimular uma área do cérebro e presumir que o animal será capaz de compreender aquela informação. Um dos avanços da equipe foi mostrar que o “Rato-Robô” poderia assimilar as informações, processando os sinais produzidos externamente com tanto sucesso como se estivesse usando seu sentidos.
Houve tentativas anteriores de criar um “sexto sentido” para direções usando ferramentas externas como um cinto vibratório que pode ajudar pessoas com deficiência visual navegar em torno de seu ambiente. No entanto, existem limitações sobre quem pode utilizar estas ferramentas externas – elas não podem ser utilizadas por pessoas com paralisia, por exemplo, que não podem experimentar feedback sensorial.
“Uma eventual aplicação deste dispositivo cérebro-computador é restaurar a sensação em indivíduos que sofreram lesões na medula espinhal”, disse Lucas. “Um paciente como Christopher Reeve não consegue levantar o dedo nem sentir uma agulha espetada em seu dedo. Christopher Reeve não usaria muito uma cinta vibratória.”
Antes que os investigadores pudessem considerar a implantação de um dispositivo de estimulação cerebral num ser humano, teriam de realizar muitos mais ensaios em animais para garantir que a tecnologia é segura. Eventualmente, porém, eles acreditam que podem usar dispositivos cérebro-computador para integrar computadores em cérebros humanos.
Isso abre a porta para aplicações que conectam dispositivos no cérebro a dispositivos em outras partes do corpo. “Nossa visão de longo prazo é vincular este sistema a sensores implantáveis em membros paralisados para fornecer uma experiência sensorial completa aos pacientes paralisados”, disse Lucas.
E esta pesquisa não tem interesse apenas em ajudar pessoas com deficiência. Poderia potencialmente abrir um campo totalmente novo de dispositivos cérebro-computadores, como os biorobôs, que podem realizar operações de busca e salvamento.
As descobertas são publicadas na revista PNAS.
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