Tecnologia 

Como restaurar habilidades perdidas com neurotecnologia

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Já mencionamos aqui no blog as previsões do futurista Ray Kurzweil, uma delas é a de que em 2030, nano-robôs conectarão nossos cérebros na nuvem, fundindo biologia com o mundo digital.

Mas vamos analisar qual nosso cenário hoje.

Ao longo das últimas décadas, bilhões de dólares têm sido investido em três áreas de pesquisa: neuroprostética, interfaces cérebro-computador e optogenética.

Todas elas já estão transformando a humanidade e resolvendo muitos problemas que deixam perplexo nosso processo evolucionário natural.

Esta postagem lhes mostrará os últimos investimentos nestes campos, desde as mais exitantes aplicações de hoje, até as mais revolucionarias do futuro.

Neuroprostética, interface cérebro-computador e optogenética

Seu cérebro é composto por 100 bilhões de células chamadas neurônios.

Estas células fazem de você o que é e controlam tudo o que faz, pensa e sente.

Combinado com seus órgãos sensoriais, tato, visão, audição, esse sistema faz com que você perceba o mundo.

E algumas vezes eles podem falhar.

É ai que a neuroprostética entra em cena.

Esse termo descreve o uso de dispositivos eletrônicos na substituição da função do sistema nervoso deficiente ou órgãos sensoriais.

Tais dispositivos estão presentes a algum tempo, o primeiro implante coclear foi feito em 1957 para ajudar os surdos ouvirem e, desde então, mais de 350.000 foram implantados em todo o mundo, restaurando a audição e melhorando drasticamente a qualidade de vida daqueles indivíduos.

Mas um implante coclear aponta para um campo muito interessante que os pesquisadores chamam a interface cérebro-computador, ou BCI(Brain Computer-Interface): a via direta de comunicação entre o cérebro (sistema nervoso central, ou SNC) e um dispositivo de computação externo.

A visão de BCI envolve a interface entre o mundo digital com o SNC, com a finalidade de aumentar ou a reparar a cognição humana.

E como nós interagimos com o SNC é onde esse tema se torna interessante.

Existem duas abordagens. A primeira é conectar fisicamente fios e neurônios com matrizes microscópicas de pinos metálicos que fixam no cérebro e estimular eletricamente os neurônios e/ou medir o potencial elétrico do neurônio quando ele dispara.

A segunda, e mais interessante, a abordagem é na área da “optogenética“, controlando os neurônios com luz. Usando este mecanismo, uma molécula fotossensível é inserida na superfície celular de um neurônio (geralmente através de um vírus vetor). A molécula sensível à luz pode, então, permitir que um usuário de fora desencadeie ou iniba a queima do neurônio pulsando a uma freqüência específica de luz.

A Interface cérebro-computador e a neuroprostética está apenas no inicio de sua jornada nos dias de hoje.

Para você pensar sobre as possibilidades, aqui estão algumas das minhas aplicações favoritas ilustrando o que podemos fazer hoje.

As aplicações de hoje

  1. Visão: Cerca de 70 pessoas cegas passaram por uma cirurgia de três horas para o que chamam de “reimplante de retina”. Como descrito, “uma câmera montada em um óculos capta as imagens; elas são processadas por um mini computador preso em uma cinta, então envia para uma matriz de estimulação de neurônios com 60 eletrodos implantados na retina.” Enquanto ainda existe um longo caminho para restaurar a visão por completo, a noção de que podemos usar câmeras para aumentar ou substituir os fotorreceptores perdidos é bem promissor.
  2. Audição: Como mencionado anteriormente, cerca de 350.000 implantes cocleares foram efetuados em indivíduos com audição prejudicada ao longo dos últimos 60 anos. Um microfone capta o som do ambiente, envia para um processador de fala, e, em seguida, um transmissor converte em impulsos elétricos. Um conjunto de eletrodos envia esses impulsos para diferentes regiões do nervo auditivo, o que nos permite ignorar todas as partes do ouvido com defeito.
  3. Sentir dor: Várias empresas e grupos de pesquisa incluindo a Universidade de Stanford estão explorando a optogenética para desligar a percepção de dor crônica simplesmente aplicando uma luz brilhante na pele do paciente. Dor é a razão primaria que leva os pacientes fazerem um visita ao médico, contando um gasto de aproximadamente US$ 365 bilhões por ano.
  4. Movimento/Intenção: De 15 a 20 pacientes com paralisia receberam implantes no córtex motor, a área do cérebro que controla os movimentos, isso permite que eles controlem braços robóticos, ou, ainda mais incrível, reanimar membros paralisados  estimulando eletrodos implantados neles.
  5. Fome: Como a dor, fome é uma sensação. Pesquisadores de Stanford estão pesquisando como usar a optogenética para por um freio na sensação de fome regulando estímulos do nervo vago, que atua na secreção de líquidos digestivos.
  6. Memória: Um pesquisador de fora da Universidade do Sul da Califórnia está desenvolvendo uma maneira de restaurar a codificação da memória e acessar em pessoas com epilepsia utilizando um chip de computador implantado no hipocampo.
  7. Ansiedade: Karl Deisseroth e colaboradores na Universidade de Stanford “identificou um circuito específico na amígdala, uma parte do cérebro que é centro do medo, da agressão, e outras emoções básicas, que parece regular a ansiedade em roedores.” Com a optogenética, poderá em breve ser capaz de desligar este circuito…

Pensar em até onde nós iremos no futuro, realmente é de deixar qualquer um muito surpreso.

O futuro: onde a pesquisa do cérebro está indo

Como já dito pelo neurocientista David Eagleman recentemente na TED, uma série de conferências sobre tecnologia entretenimento e design, “nossa experiência da realidade é limitado pela nossa biologia”.

Isso não tem que ser o caso mais, à medida que desenvolvemos novas maneiras de enviar novas entradas ou capacidades computacionais para o cérebro.

Poderíamos acrescentar novos sentidos. (Imagine ser capaz de “ligar” para o mercado de ações, para sentir como o mercado estava andando.) Poderíamos desenvolver comunicação sem fio de um cérebro com outro cérebro, uma coisa chamada telepatia sintética, e enviar mensagens uns aos outros apenas pensando nelas.

Nossos cérebros são uma plataforma e as oportunidades para novas aplicações são quase infinitas.

Essas aplicações vão desafiar o que significa ser humano. E uma vez que, como Ray Kurzweil prevê, conectar nossos neocórtex para a nuvem, talvez nós vamos nos tornar algo muito mais do que um “humano” por completo.

Fonte: Singularity Hub

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