Pesquisador controla os movimentos de colegas, primeira interface cérebro-cérebro humana

Pesquisadores da Universidade de Washington (UW) realizaram o que eles acreditam que é a primeira interface cérebro humano para humano não invasivo, com um pesquisador capaz de enviar um sinal de cérebro através da Internet para controlar os movimentos da mão de um colega pesquisador.

University of Washington

Usando gravações elétricas cerebrais e uma forma de estimulação magnética, Rajesh Rao enviou um sinal ao cérebro de Andrea Stocco, do outro lado do campus da UW, fazendo com que o dedo de Stocco se mover em um teclado.

Enquanto pesquisadores da Universidade de Duke demonstraram comunicação cérebro-cérebro entre dois ratos e os pesquisadores de Harvard demonstraram a comunicação entre um humano e um rato, Rao e Stocco acredito que esta é a primeira demonstração de interface cérebro humano para humano.

"A internet foi uma maneira de conectar computadores e, agora, pode ser uma maneira de conectar o cérebro", disse Stocco. "Queremos levar o conhecimento de um cérebro e transmiti-lo diretamente de cérebro a cérebro."

Os pesquisadores capturaram a demonstração completa em vídeo gravado em ambos os laboratórios. A versão seguinte foi editada para comprimento. Este vídeo e fotos em alta resolução também estão disponíveis no site da pesquisa. (clique aqui).

Rao, professor em UW da ciência da computação e engenharia, vem trabalhando na interface cérebro-computador em seu laboratório por mais de 10 anos e acaba de publicar um livro sobre o assunto. Em 2011, estimulado pelos avanços rápidos na tecnologia, ele acreditava que poderia demonstrar o conceito de humano interface cérebro-cérebro. Então, ele se associou com Stocco, um UW professor assistente de pesquisa em psicologia no Instituto do UW para Aprendizado & Brain Sciences.

No dia 12 de agosto, Rao sentou-se em seu laboratório usando um boné com eletrodos conectados a uma máquina de eletroencefalografia, que lê a atividade elétrica no cérebro. Stocco estava em seu laboratório no campus vestindo uma touca de natação roxa marcada com o local de estimulação para a bobina de estimulação magnética transcraniana, que foi colocado diretamente sobre o córtex motor esquerdo, que controla o movimento da mão.

A equipe teve uma ligação Skype configurado para coordenar os dois laboratórios, embora nem Rao nem Stocco podia ver as telas do Skype.

Rao olhou para a tela do computador e desempenhou um simples videogame com sua mente. Quando ele deveria disparar um canhão em um alvo, ele imaginou se movendo a mão direita (tomando cuidado para não realmente mover sua mão), causando um cursor para acertar o botão "fogo". Quase instantaneamente, Stocco, que usava fones de ouvido com cancelamento de ruído e não estava olhando para uma tela de computador, involuntariamente mudou seu dedo indicador direito para empurrar a barra de espaço no teclado na frente dele, como se disparar o canhão. Stocco compara a sensação da sua mão em movimento involuntariamente com a de um tique nervoso.

"Foi emocionante e assustador para assistir a uma ação imaginária do meu cérebro se traduz em ação efetiva por um outro cérebro", disse Rao. "Este foi basicamente um fluxo unidirecional de informações do meu cérebro para o dele. O próximo passo é ter uma conversa direta de duas vias mais equitativa  entre os dois cérebros ".

University of Washington

As tecnologias utilizadas pelos pesquisadores para a gravação e estimular o cérebro são ambos bem conhecidos. Eletroencefalograma, ou EEG, é rotineiramente utilizado por clínicos e pesquisadores para registrar a atividade cerebral de forma não invasiva a partir do couro cabeludo. Estimulação transcraniana magnética é uma forma não invasiva de entregar a estimulação do cérebro para induzir uma resposta. Seu efeito depende de onde a bobina é colocado, neste caso, foi colocado diretamente sobre a região do cérebro que controla a mão direita de uma pessoa. Ao ativar esses neurônios, a estimulação convencendo o cérebro do que ele precisava para mover a mão direita.

Cientistas da computação e engenheiros de graduação, Matthew Bryan, Bryan Djunaedi, Joseph Wu e Alex Dadgar, junto com bioengenharia estudante Dev Sarma, escreveram o código de computador para o projeto, traduzir os sinais cerebrais de Rao em um comando para o cérebro de Stocco."Interface cérebro-computador é algo que as pessoas têm falado sobre por um longo, longo tempo", disse Chantel Prat, professor assistente de psicologia no Instituto do UW para Aprendizado & Brain Sciences, esposa de Stocco e parceiro de pesquisa que ajudou a conduzir o experimento. "Nós ligamos um cérebro no mais complexo computador antes estudado, isto é, outro cérebro."
À primeira vista, esta descoberta traz à mente todos os tipos de cenários de ficção científica. Stocco referido jocosamente a ela como uma “Vulcan mind meld”. Mas Rao alertou que esta tecnologia só lê certos tipos de sinais cerebrais simples, não os pensamentos de uma pessoa. E isso não dá a ninguém a capacidade de controlar suas ações contra a sua vontade.

Ambos os pesquisadores no laboratório usando equipamento altamente especializado. Eles também tiveram que obter e seguir um rigoroso conjunto de regras internacionais de teste humano-sujeito para realizar a demonstração."Eu acho que algumas pessoas vão estar nervoso com isso, porque eles vão superestimar a tecnologia", disse Prat. "Não há nenhuma maneira possível da tecnologia que temos hoje poder ser usada em uma pessoa a sem o seu consentimento, sem saber, ou sem querer."

Stocco disse que daqui a alguns anos a tecnologia poderia ser usada, por exemplo, por alguém na terra para ajudar um comissário de bordo ou terrestres de passageiros de um avião se o piloto ficar incapacitado. Ou uma pessoa com deficiência pode comunicar o seu desejo, digamos, para o alimento ou água. Os sinais do cérebro de uma pessoa para outra funcionaria mesmo se eles não falam a mesma língua.

Para Rao e Stocco, o próximo plano é realizar um experimento que iria transmitir informações mais complexas de um cérebro para o outro. Se isso funciona, então eles vão conduzir o experimento em um maior número de assuntos.

Esta pesquisa foi financiada em parte por National Science Foundation’s Engineering Research Center for Sensorimotor Neural Engineering na UW, a U.S. Army Research Office e pela National Institutes of Health.

Fonte: Universidade de Washington