Estamos vivendo em uma era fascinante, em que tecnologias que pareciam ser de ficção científica estão entrando em nossa vida cotidiana. Ou, pelo menos, eles estão dando os primeiros passos instáveis ​​para fazer parte de nossa realidade normal. Um ótimo exemplo dessa tecnologia é a interface neural direta. Superficialmente, é apenas outro método de interação homem-máquina, mas na verdade é algo muito mais revolucionário.

Os manipuladores de PC modernos são um mouse, um teclado ou um monitor habilitado para toque. A entrada de voz ou gestos está se tornando cada vez mais difundida. Um computador já é capaz de rastrear os movimentos dos olhos ou identificar a direção que o usuário olha. O próximo estágio da interação homem-máquina é um meio de computação direta de sinais do sistema neural, apresentados por interfaces neurais diretas.

Como tudo começou

Os primeiros insights teóricos sobre este conceito são baseados na pesquisa fundamental realizada por Sechenov e Pavlov, que são os pais fundadores da teoria do reflexo condicional. Na Rússia, o desenvolvimento dessa teoria que serve de base para tais dispositivos começou em meados do século XX. A aplicação prática, realizada na Rússia e no exterior, já era conhecida na década de 1970.

Naquela época, os cientistas tentaram injetar vários sensores nos corpos dos chimpanzés de laboratório e os fizeram manipular robôs pela força da mente para obter bananas. Curiosamente, funcionou.

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Como se costuma dizer, onde há vontade, há um caminho. O principal desafio era o fato de que, para fazer tudo funcionar, os cientistas precisavam equipar sua 'máquina mental' com um conjunto de componentes eletrônicos que ocupavam toda a sala próxima.

Agora, esse desafio pode ser enfrentado, pois muitos componentes eletrônicos tornaram-se minúsculos. Hoje, qualquer geek pode interpretar aquele chimpanzé dos anos 70. Isso sem falar no uso prático dessas tecnologias e nos méritos que elas trazem para pessoas com deficiência ou paralisadas.

Como funciona

Resumindo, o sistema neural humano gera, transmite e processa sinais eletroquímicos em diferentes partes do corpo. A 'parte elétrica' desses sinais pode ser 'lida' e 'interpretada'.

Existem diferentes maneiras de fazer isso; todos eles têm suas vantagens e desvantagens. Por exemplo, você pode coletar os sinais por meio de imagens de ressonância magnética (MRI), mas os aparelhos necessários são muito volumosos.

É possível injetar marcadores líquidos especiais para habilitar o processo, mas eles podem ser prejudiciais para o organismo humano. Finalmente, pode-se usar sensores minúsculos. Usar tais sensores é, em geral, o meio de usar interfaces neurais diretas.

Em nossa vida cotidiana, podemos encontrar um desses aparelhos no consultório de um neurologista. Parece uma tampa de borracha com uma tonelada de sensores e fios presos a ela. Serve para diagnóstico, mas quem disse que não pode servir para outros fins?

Devemos diferenciar entre interfaces neurais diretas e interfaces cérebro-máquina. O último é uma derivação do primeiro e trata apenas do cérebro. As interfaces neurais diretas lidam com diferentes partes do sistema neural. Em essência, falamos sobre a conexão direta ou indireta com o sistema neural humano, que podemos usar para transmitir e receber certos sinais.

Existem muitas maneiras de se 'conectar' a um ser humano, e todas elas dependem dos sensores usados. Por exemplo, os sensores variam em termos de submersão; existem os seguintes tipos de sensores:

Sensores não submersos: os eletrodos são posicionados na superfície da pele, ou até mesmo um pouco destacados, como os usados ​​no citado 'boné médico'.

Sensores semi-submersos: os sensores são posicionados na superfície do cérebro ou próximos aos nervos.

Sensores submersos: os sensores são implantados diretamente e emendados no cérebro ou nos nervos. Este método é muito difundido e tem muitos efeitos colaterais: você pode acidentalmente adulterar um sensor, o que, por sua vez, provocaria o processo de rejeição. Bem, de qualquer maneira, esse método é assustador, mas mesmo assim é usado.

Para garantir uma qualidade superior do sinal, os sensores podem ser umedecidos com líquidos especiais, ou o sinal pode ser inicialmente processado 'no local', etc. Em seguida, os sinais registrados são processados ​​por hardware e software específicos e, com base no propósito, produza um certo resultado.

Onde pode ser usado

O primeiro propósito que vem à mente é a pesquisa. Se nos referirmos aos primeiros estudos, falamos sobre experimentos com animais. Foi aqui que tudo começou: camundongos ou chimpanzés foram injetados com eletrodos minúsculos e, em seguida, suas zonas cerebrais ou atividades do sistema neural foram monitoradas. Os dados coletados ajudaram a possibilitar estudos imersivos de processos cerebrais.

Em seguida vem a medicina. Essas interfaces têm sido utilizadas em diagnósticos em neurologia. Se o indivíduo estudado obtiver o resultado, ele pode iniciar um processo denominado neurofeedback.

Desperta-se um canal adicional responsável pela autorregulação do organismo: os dados fisiológicos são fornecidos ao usuário de forma compreensível, e ele aprende a administrar sua própria condição a partir dos dados recebidos. Esses aparelhos já existem e são usados.

Outro uso promissor é a neuroprostética, onde os cientistas já alcançaram alguns resultados sólidos. Se não houver chance de "reparar" os nervos condutores danificados em um membro paralisado, haverá a oportunidade de injetar eletrodos que serviriam para conduzir sinais aos músculos. O mesmo se aplica a membros artificiais que podem ser conectados ao sistema neural em vez de perdidos. Ou, em um caso extravagante, tais sistemas podem ser usados ​​para manipular robôs 'avatares'.

Há mais um ramo sobre o qual devemos falar, que é chamado de próteses ativadas por sensor. Os implantes cocleares, que auxiliam na recuperação da audição, já são uma realidade. Além disso, existem implantes de retina neural que restauram parcialmente a visão.

Os jogos deixam muito espaço para a imaginação - e não apenas para a realidade virtual: mesmo uma ideia prática como manipular brinquedos RC por meio de interfaces neurais parece fabulosa.

Se a capacidade de ler sinais for aumentada por um processo contra-direcional de transmiti-los de volta, estimulando certas partes do sistema neural, isso (em teoria) significa muitas oportunidades interessantes para a indústria de jogos.

É possível ler e escrever pensamentos?

Se falarmos sobre o estado atual da tecnologia, a resposta é sim e não. Os sinais que lemos não podem ser considerados pensamentos per se, portanto, não se pode "ler" o que outra pessoa está pensando.

Esses sinais são apenas rastros, impressões da atividade do sistema neural, intensificados com ruídos e entregues com um segundo de atraso. Não é nem mesmo um neurônio separado que está sendo lido - é apenas uma atividade de uma certa zona do cérebro ou do sistema neural. Não parece viável captar um único pensamento neste conjunto de informações.

Por outro lado, há estudos baseados em ressonâncias magnéticas que 'decifram' imagens que se originam da visão de certas imagens. As imagens não são muito claras, mas podem ser usadas para reunir a imagem geral.

Parece ainda mais complexo se considerarmos escrever os pensamentos de alguém. Não existem estudos disponíveis abertamente sobre este assunto. Mas podemos alertar as pessoas, baseando nossas suposições em esferas adjacentes de pesquisa. Considere a terapia de choque elétrico: ela pode ser usada com sucesso para apagar a memória de um paciente e influenciar suas habilidades cognitivas. Além disso, a estimulação profunda do cérebro é usada com sucesso para curar a doença de Parkinson.

Como se refere à segurança da informação

Por mais estranho que pareça, este tópico tem correlação direta com a segurança da informação. Não achamos que é hora de discutir o lado ético do uso de interfaces neurais, apenas o tempo fará isso certo. Mas o que devemos ter em mente é que, como qualquer outra peça sofisticada de tecnologia, esses aparelhos precisam ser protegidos.

Agora, quando tudo está conectado, os dispositivos neurais devem se tornar assim também. Um caso óbvio que vem imediatamente à mente é usar a Internet para enviar os dados obtidos durante o diagnóstico de um dispositivo ou de seu usuário. Quando houver uma conexão, existe a possibilidade de ser hackeado.

Não mencionamos um futuro não tão distante, quando as interfaces neurais diretas serão onipresentes. Imagine que você use implantes para melhorar sua visão ou audição e alguém os use para enviar spam para você com anúncios visuais ou auditivos, ou até mesmo transmitir informações falsas por alguns motivos hostis.

Ler mentes soa ainda mais assustador, deixando de lado a gravação de memórias. Se houver a possibilidade de ler imagens de vídeo (mesmo com ruído) hoje, espere vários anos, e essa tecnologia irá evoluir - então o que poderia acontecer?

Pode soar como besteira geek hoje, mas, considerando o ritmo em que a nova tecnologia é desenvolvida e implantada em escala, os aparelhos neurais e os danos colaterais resultantes do uso descuidado de tais, podem se tornar um problema real ainda mais cedo do que parece.

PS A propósito. Verifique um belo aparelho que por acaso tenho na minha mesa de trabalho. Se alguém do escritório do Avance Lab estiver interessado, fique à vontade para dar uma olhada, quando estiver livre.

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