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Experimento conecta diretamente cérebros humanos pela primeira vez

Estudo permitiu que três pessoas compartilhassem informação através da atividade elétrica dos neurônios, e abre caminho para especulações sobre uma futura “Internet dos cérebros”

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Nós, humanos, desenvolvemos um rico repertório de comunicação, que vai dos simples gestos aos sofisticados sistemas de linguagem. Todas essas formas de comunicação nos conectam de tal maneira que podemos compartilhar nossas experiências e trabalharmos em conjunto.

Agora, um novo estudo substituiu a linguagem pela tecnologia como meio de comunicação, ligando diretamente a atividade de cérebros humanos. No experimento, a atividade elétrica dos cérebros de dois humanos foi transmitida para o cérebro de um terceiro indivíduo na forma de sinais magnéticos, levando consigo uma instrução para executar uma certa tarefa de maneira específica. Este estudo abre as portas para extraordinários novos meios de colaboração humana e, ao mesmo tempo, obscurece algumas noções fundamentais sobre nossa identidade individual e autonomia, de forma desconcertante.

A comunicação direta entre cérebros tem sido objeto de grande interesse há muitos anos, motivada por razões que variam de anseios futuristas a aplicações militares. Em seu livro Beyond Boundaries, o neurocientista brasileiro Miguel Nicolelis, um dos líderes nesse campo, descreve a fusão da atividade cerebral em humanos como o futuro da humanidade, o próximo estágio na evolução de nossa espécie. 

Nicolelis, que atua no conselho consultivo da Scientific American, já realizou um estudo em que conectou os cérebros de vários ratos usando complexos implantes de eletrodos, conhecidos como interfaces cérebro-cérebro. Nicolelis e seus coautores descreveram essa conquista como o primeiro “computador orgânico” criado, com cérebros vivos conectados como se fossem vários microprocessadores. Os animais dessa rede aprenderam a sincronizar a atividade elétrica de suas células nervosas na mesma medida em que isso ocorre num cérebro individual. Os cérebros em rede foram testados para verificar sua capacidade de diferenciar dois padrões diferentes de estímulos elétricos, e os resultados superaram várias vezes os cérebros de animais individuais.

Se os cérebros de ratos ligados em rede são “mais inteligentes” do que o de um único animal, imagine as capacidades que poderia ter um supercomputador biológico formado por cérebros humanos em rede. Essa rede poderia permitir que os humanos superassem barreiras linguísticas. Poderia fornecer um novo modo de se comunicar às pessoas que têm essa capacidade prejudicada de alguma forma. Além disso, se o estudo com ratos estiver correto, o trabalho em rede de cérebros humanos pode melhorar o desempenho em geral. Poderia essa rede ser uma maneira mais rápida, eficiente e inteligente de se trabalhar em conjunto?

O novo artigo avaliou algumas dessas questões, conectando a atividade cerebral de uma pequena rede de seres humanos. Três indivíduos, em salas separadas, trabalharam em conjunto em uma simulação de videogame, cujo objetivo era orientar corretamente um bloco para que ele preenchesse uma lacuna entre outros blocos. Dois indivíduos, que agiram como “remetentes”, podiam ver a lacuna e sabiam se o bloco precisava ser girado ou não para se encaixar. O terceiro indivíduo, que atuava como “receptor”, não tinha acesso a resposta correta, e precisava confiar nas instruções enviadas pelos remetentes.

Os dois remetentes estavam equipados com eletroencefalogramas (EEGs) que registravam a atividade elétrica do cérebro. Os remetentes podiam ver a orientação do bloco e decidir se deveriam sinalizar para o receptor girá-lo ou não. Para passar a instrução de girar, eles deviam se concentraram em uma luz piscando em alta frequência. Se queriam sinalizar que o bloco não deveria ser rotacionado, eles focavam em uma luz piscando em baixa frequência. Essas diferenças de frequência das luzes causavam respostas cerebrais diferentes nos remetentes, as quais foram capturadas pelos EEGs e enviadas, via interface de computador, para o receptor. 

Se um remetente sinalizasse que o bloco deveria ser girado, um pulso magnético era enviado ao receptor através de um dispositivo de estimulação magnética transcraniana (EMT). Esse pulso magnético causava um flash de luz (chamado fosfeno) no campo visual do receptor, que entendia-o como uma sugestão para girar o bloco. A ausência sinais dentro de um período de tempo era a instrução para não virar o bloco.

Após reunir as instruções dos dois remetentes, o receptor decidia se deveria ou não girar o bloco. Assim como os colegas, o receptor estava equipado com um EEG, que, neste caso, sinalizava a escolha final para o computador. Depois que o receptor decidia a orientação do bloco, o jogo terminava e os resultados eram mostrados aos três participantes. Isso proporcionou aos remetentes a chance de avaliar as ações do receptor, bem como do receptor avaliar a precisão de cada remetente.

A equipe recebeu uma segunda chance de melhorar seu desempenho. No geral, cinco grupos de indivíduos foram testados usando essa rede, chamada “BrainNet” e, em média, eles alcançaram uma precisão superior a 80% na conclusão da tarefa.

Para incrementar o desafio, os investigadores às vezes adicionavam ruídos ao sinal enviado por um dos remetentes. Diante de orientações conflitantes ou ambíguas, os receptores rapidamente aprenderam a identificar e seguir as instruções do remetente mais preciso. Esse processo emulou alguns dos recursos das redes sociais “convencionais”, de acordo com o artigo.

O novo estudo é uma extensão natural de trabalhos realizados anteriormente em animais de laboratório. Além da pesquisa que conectou cérebros de ratos, o laboratório de Nicolelis também é responsável por conectar vários cérebros de primatas a uma rede “Brainet” (que não deve ser confundida com a BrainNet do novo estudo), na qual os primatas aprenderam a trabalhar em conjunto para desempenhar uma tarefa comum via interfaces cérebro-computador (BCIs). Desta vez, três primatas foram conectados ao mesmo computador com BCIs implantadas, e simultaneamente tentaram mover um cursor para um alvo específico. Os animais não estavam diretamente ligados um ao outro nesse caso, e o desafio era que eles realizassem uma façanha de processamento paralelo — cada um direcionando sua atividade para uma meta, enquanto continuamente compensava a atividade dos outros.

As interfaces cérebro-cérebro também cruzam espécies, com seres humanos usando métodos não invasivos semelhantes aos do novo estudo para controlar baratas ou ratos, que tiveram interfaces cerebrais implantadas cirurgicamente. Em um experimento, um humano usando uma interface cerebral conectada via computador à BCI de um rato anestesiado foi capaz de mover a cauda do animal. Em outro estudo, um humano controlou um rato livremente, como um ciborgue.

Os pesquisadores do novo artigo apontam que este é o primeiro estudo em que os cérebros de vários seres humanos foram ligados de maneira completamente não invasiva. Eles alegam que o número de indivíduos que poderiam ter os cérebros conectados em rede é, essencialmente, ilimitado. No entanto, as informações transmitidas atualmente são muito simples: apenas instruções binárias, do tipo “sim ou não”. Além de ser uma maneira diferente e muito mais difícil de jogar Tetris, quais outras aplicações poderiam surgir dessa iniciativa?

Os autores propõem que a transferência de informações usando abordagens não invasivas pode ser aprimorada pelo imageamento simultâneo da atividade cerebral usando ressonância magnética funcional (fMRI), a fim de aumentar a informação que um remetente poderia transmitir. Mas a fMRI não é um procedimento simples, e aumentaria a complexidade de uma abordagem que já é extraordinariamente complexa. Os pesquisadores também propõem que a estimulação magnética transcraniana possa ser entregue, de maneira focada, a regiões cerebrais específicas, a fim de despertar a consciência de um conteúdo semântico específico no cérebro do receptor.

Enquanto isso, ferramentas para interfaces cerebrais mais invasivas — e talvez mais eficientes — estão se desenvolvendo rapidamente. Recentemente, o empresário Elon Musk anunciou o desenvolvimento de um BCI roboticamente implantável, contendo 3.000 eletrodos, que proporcionará uma extensa interação entre computadores e células nervosas do cérebro humano. Embora impressionantes em escopo e sofisticação, esses esforços ainda são pequenos pertos dos planos do governo americano. A Agência de Projetos de Pesquisa Avançada de Defesa (DARPA) tem liderado os esforços de engenharia para desenvolver uma interface neural implantável capaz de envolver um milhão de células nervosas simultaneamente. Embora essas BCIs não estejam sendo desenvolvidas especificamente para interfaces cérebro-cérebro, não é difícil imaginar que eles possam ser usados para esses objetivos.

Embora os métodos usados no novo estudo sejam não invasivos e, portanto, pareçam muito menos ameaçadores do que as interfaces neurais implantáveis planejadas pela DARPA, a tecnologia ainda suscita preocupações éticas, principalmente porque as tecnologias associadas estão avançando muito rapidamente. Por exemplo, será que alguma variação futura dessas redes pode permitir que um remetente exerça efeito coercitivo sobre receptor, alterando a capacidade de escolha dele? Ou a gravação cerebral de um remetente poderia conter informações que algum dia seriam extraídas, infringindo a privacidade dessa pessoa? Essas tecnologias poderiam, em algum momento, comprometer o senso de personalidade de um indivíduo?

Este novo estudo nos leva um passo mais perto do futuro imaginado por Nicolelis. Um no qual, segundo as palavras do físico vencedor do Prêmio Nobel Murray Gell-Mann, “pensamentos e sentimentos seriam completamente compartilhados, sem as seletividades ou enganações permitidas pela linguagem”. 

Além de ser um tanto voyeurista nessa busca pela abertura total, Nicolelis não entende qual é o ponto central. Uma das nuances da linguagem humana é que, frequentemente, o que não é dito é tão importante quanto o que é. O conteúdo oculto na privacidade da mente de alguém é o núcleo de sua autonomia individual. O que quer que possamos ganhar ao vincular nossos cérebros diretamente, em termos de trabalho colaborativo ou poder de computação, pode nos custar coisas que são muito mais valiosas.

Robert Martone