Relembre a cena icônica do primeiro Guerra das Estrelas filme em que R2-D2 projeta um holograma da Princesa Leia, implorando a Obi-Wan Kenobi para ajudá-la? Tecnologia semelhante no mundo real poderá um dia fazer muito mais do que oferecer avisos de ficção científica; poderia potencialmente transformar vidas também. E tudo graças a um pouco de manipulação cerebral.
Na Universidade da Califórnia em Berkeley, os pesquisadores têm estado ocupados explorando maneiras de projetar uma imagem holográfica diretamente no cérebro. Como descobriram, isso pode ser usado tanto para ler a atividade neural quanto para estimulá-la.
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Os resultados podem significar que um dia será capaz de ativar ou suprimir milhares de neurônios de uma só vez; copiar padrões de atividade cerebral real para induzir o cérebro a pensar que sentiu, viu ou sentiu algo. Então Guerra das Estrelas com um toque de O Matrix ou Começo, então!
“Desenvolvemos um sistema usando luz laser que pode ‘ler’ a atividade cerebral e ‘escrever’ a atividade cerebral”,
Hillel Adesnik, professor assistente de biologia molecular e celular, disse à Digital Trends. “O sistema usa princípios de holografia: um método para gerar padrões tridimensionais de luz com os quais muitos podem estar familiarizados em exibições holográficas. O objetivo desta tecnologia é medir a atividade cerebral tanto na saúde quanto na doença, para que possamos corrigir padrões aberrantes de atividade em tempo real e tratar uma ampla gama de doenças neurológicas transtornos.”“O objetivo desta tecnologia é medir a atividade cerebral tanto na saúde quanto na doença.”
A tecnologia de projeção holográfica funciona usando uma tela LCD que funciona como um negativo holográfico para moldar a luz laser em padrões personalizados. Esses feixes de laser de 40 W são pulsados incrivelmente rápido em rajadas de 300 femtossegundos a cada microssegundo. O objetivo é pulsar com rapidez suficiente para simular as taxas normais de disparo observadas no córtex cerebral.
Até agora, a técnica foi demonstrada com sucesso em ratos. Isso foi conseguido através da engenharia de neurônios no cérebro do rato para que eles expressem proteínas que criam um breve pico de atividade quando são atingidos pela luz. Atualmente, o estudo só foi realizado num pequeno pedaço de cérebro, medindo meio milímetro quadrado, mas os investigadores pensam que podem ampliar esta medida. E quando o fazem, os resultados podem ser extraordinários.
Ativando células cerebrais com holografia
“No futuro, quando a terapia genética demonstrar ser segura em humanos, este sistema poderá rastrear a atividade cerebral de pacientes com distúrbios neurológicos, incluindo epilepsia e esquizofrenia, identificar rapidamente quando a atividade cerebral está errada e, em seguida, estimular padrões de atividade no cérebro para corrigir essa atividade e bloquear os sintomas dessas doenças”, Adesnik contínuo.
“Pacientes que perderam a função da retina ou de outros órgãos dos sentidos poderiam usar este sistema para recuperar a visão.”
“De modo mais geral, essa tecnologia também poderia ser usada para próteses neurais. Pacientes que perderam a função da retina ou de outros órgãos dos sentidos poderiam usar este sistema para recuperar a visão. Em princípio, pode ser possível pegar os dados de imagem de uma câmera montada na cabeça e escrever esta atividade - após o transformação apropriada - como atividade neural diretamente no cérebro para fornecer a alguém cego informações artificiais visão."
Na mesma linha, Adesnik disse que pode ser possível que os pesquisadores usem este desenvolvimento para permitir novas formas de controlar próteses inteligentes, como braços robóticos.
Embora esta investigação ainda esteja numa fase relativamente inicial, poderá potencialmente resolver dois dos maiores desafios que existem no campo das interfaces cérebro-máquina. Estes são a baixa resolução espacial dos sistemas existentes aprovados para uso humano e o fato de que tais sistemas normalmente não respondem ao feedback sensorial. Isto é crucial se os pesquisadores quiserem construir ferramentas que nos permitam usar com precisão as mãos e os braços para pegar objetos.
O próximo passo do projeto? A prótese neural para ratos, aparentemente.
“Planejamos usar este sistema para ver se podemos curar modelos de doenças cognitivas, como a esquizofrenia”, continuou Adesnik. “Mas, como neurocientistas básicos, também estamos principalmente interessados em usar este sistema para ‘quebrar’ os códigos neurais da percepção sensorial.”
:Queremos entender como nosso cérebro constrói percepções de nosso mundo externo por meio da linguagem de neurônios, que é basicamente um código digital de zeros e uns em centenas de milhões de células cerebrais. Acreditamos que esta nova tecnologia pode abordar esta questão fundamental na neurociência porque podemos tentar gerar percepções artificiais escrevendo padrões específicos de atividade no cérebro e ver o que 'funciona.'"
Um artigo descrevendo o trabalho foi publicado recentemente na revista Nature Neuroscience.
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