A comunicação sem fio de cérebro a cérebro está mais próxima dos testes em humanos

A Defense Advanced Research Projects Agency (DARPA) emitiu recentemente US $ 8 milhões em financiamento de acompanhamento para uma equipe de neuroengenheiros que desenvolvem tecnologia cérebro a cérebro e cérebro a máquina.



A comunicação sem fio de cérebro a cérebro está mais próxima dos testes em humanosCrédito: Rice University
  • As interfaces cérebro-máquina existem há anos, mas as interfaces sem fio e não invasivas ainda não são precisas o suficiente para serem úteis em aplicativos do mundo real.
  • Em experimentos com insetos, uma equipe da Rice University usou com sucesso campos magnéticos e de luz para ler e escrever a atividade cerebral.
  • A equipe espera usar a tecnologia para restaurar a visão dos cegos, enquanto a DARPA espera usar interfaces cérebro-máquina no campo de batalha.

Imagine usar um capacete que permite que você se comunique com as pessoas, ou controle uma máquina, apenas com seus pensamentos.



Nos últimos anos, uma equipe de neuroengenheiros da Rice University tem trabalhado para desenvolver exatamente isso. A equipe recentemente recebeu US $ 8 milhões em financiamento complementar da Agência de Projetos de Pesquisa Avançada de Defesa (DARPA), tendo já conduzido experimentos com sucesso em insetos. Trabalhando ao lado de mais de uma dúzia de outros grupos, os pesquisadores planejam usar os fundos para realizar mais testes em roedores e, potencialmente dentro de dois anos, em humanos.



Claro, as interfaces cérebro-máquina não são novas. Durante décadas, os pesquisadores desenvolveram tecnologias que conectam cérebros a máquinas. As pessoas já estão se beneficiando de interfaces cérebro-máquina implantadas cirurgicamente, como amputados que usam próteses de braço controlado pela mente .

Mas as interfaces cérebro-máquina não invasivas são mais complexas e, atualmente, não são precisas o suficiente para serem úteis. É por isso que o esforço MOANA ('acesso neural magnético, óptico e acústico') da Rice University visa criar uma interface eficaz e não invasiva que permite a comunicação cérebro a cérebro no 'velocidade de pensamento.'



Para ler e escrever a atividade cerebral, as interfaces usam campos de luz e magnéticos, os quais podem penetrar no crânio. Em experimentos anteriores, os pesquisadores injetaram nanopartículas em moscas e usaram ultrassom para guiar as partículas para neurônios específicos no cérebro dos insetos. Isso permitiu aos pesquisadores controlar o comportamento das moscas. Em experimentos mais recentes, a equipe testou se a tecnologia MOANA poderia transmitir sinais de cérebro para cérebro.



Insetos que foram injetados com nanopartículas

Crédito: Rice University




'Passamos o ano passado tentando ver se a física funciona, se poderíamos realmente transmitir informações suficientes através de um crânio para detectar e estimular a atividade em células cerebrais cultivadas em um prato,' Jacob Robinson, investigador principal do Projeto MOANA na Universidade Rice , contado o Escritório de Relações Públicas da universidade.



'O que mostramos é que existe uma promessa. Com o pouco de luz que podemos coletar através do crânio, fomos capazes de reconstruir a atividade de células que foram cultivadas em laboratório. Da mesma forma, mostramos que poderíamos estimular células cultivadas em laboratório de uma forma muito precisa com campos magnéticos e nanopartículas magnéticas. '



Se os experimentos com roedores forem bem-sucedidos, a equipe planeja realizar testes em pacientes cegos, que receberão uma injeção de nanopartículas. Usando ondas de ultrassom, os pesquisadores guiariam as nanopartículas até o córtex visual do cérebro.

Lá, as nanopartículas seriam estimuladas a ativar neurônios específicos, o que poderia restaurar a visão parcial dos pacientes. Por exemplo, um dia pessoas cegas podem usar uma câmera que transmite dados visuais por meio da interface e permite que vejam o que a câmera está olhando.



Interfaces cérebro-máquina no campo de batalha

Mas, embora restaurar a visão dos cegos seja o objetivo de curto prazo, o DARPA tem aplicações adicionais em mente. O Projeto MOANA faz parte do programa de Neurotecnologia Não Cirúrgica de Próxima Geração (N3) da agência, anunciado pela primeira vez em março de 2018 . A equipe da Rice University e outros têm trabalhado com a DARPA para desenvolver interfaces não invasivas entre cérebro e máquina que os soldados poderão um dia usar para, digamos, controlar drones no campo de batalha.

'Se o N3 for bem-sucedido, acabaremos com sistemas de interface neural vestíveis que podem se comunicar com o cérebro a partir de uma faixa de apenas alguns milímetros, movendo a neurotecnologia para além da clínica e em uso prático para a segurança nacional,' Al Emondi, o N3 gerente de programa, disse em um demonstração .



'Assim como os militares colocam equipamentos de proteção e táticos em preparação para uma missão, no futuro eles podem colocar um fone de ouvido contendo uma interface neural, usar a tecnologia como for necessária e, em seguida, deixar a ferramenta de lado quando a missão for concluída.'

Se os testes em humanos forem bem-sucedidos, eles podem acelerar muito o desenvolvimento e a adoção das interfaces cérebro-máquina e cérebro-cérebro. Afinal, mesmo que outros tipos de interfaces cérebro-máquina sejam eficazes, é provável que muitas pessoas não queiram ter um dispositivo implantado em seu crânio.

'Essa é a grande ideia, essa interface não cirúrgica', disse Robinson.

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