As interfaces cérebro-computador serão o futuro da comunicação?

O cérebro humano é o computador mais complexo e poderoso do mundo – e, até onde sabemos, do universo.

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Os algoritmos de inteligência artificial (IA) mais sofisticados de hoje estão apenas começando a oferecer uma simulação parcial de um número muito limitado de funções cerebrais. A IA é, no entanto, muito mais rápida quando se trata de certas operações como matemática e linguagem.

Isso significa que não é surpresa que muitas ideias e pesquisa tenham sido produzidas para combinar os dois. A ideia é usar a IA para entender melhor o funcionamento do cérebro e, eventualmente, criar simulações mais precisas dele. Um dia, também pode nos ajudar a criar sistemas com a complexidade e diversidade de capacidades do cérebro humano combinadas com a velocidade e precisão dos computadores.

Parece algo saído diretamente da ficção científica? Claro. Filmes como “Matrix”, bem como livros como “Ready Player One” e “Neuromancer” são baseados em histórias fantásticas em torno do conceito de conectar cérebros humanos a computadores.

Mas, cada vez mais, essa possibilidade também está se tornando séria no mundo real. Empresas, incluindo Neuralink e Paradromics, de Elon Musk, bem como agências governamentais, incluindo os governos dos EUA e de países da Europa, estabeleceram projetos para testar as possibilidades.

Então, aqui está uma visão geral do que foi feito até agora na missão de criar a fusão definitiva entre humanos e máquinas – e algumas ideias sobre aonde essas inovações podem nos levar no futuro.

História antiga

Voltando ao final da década de 1960, foram feitas as primeiras tentativas de controlar dispositivos elétricos simples, como lâmpadas, usando eletrodos que podiam medir e reagir a sinais – primeiro de cérebros de macacos e depois de humanos.

Alguns dos primeiros experimentos foram realizados na tentativa de permitir que amputados controlassem membros sintéticos – o que continua a ser um foco de atividade nas interfaces cérebro-computador até hoje. A primeira demonstração bem-sucedida de uma interface cérebro-computador ocorreu em 1988, na Universidade de Rochester, e envolveu o uso de sinais cerebrais para mover um cursor de computador em uma tela.

Nos anos 1980, os neurônios que controlavam as funções motoras em macacos Rhesus Macaque foram identificados e isolados e, no final dos anos 1990, tornou-se possível reproduzir imagens vistas por gatos decodificando os padrões de disparo dos neurônios em seus cérebros.

Ao longo dos anos, os métodos cirúrgicos evoluíram a ponto de se tornar eticamente correto experimentar métodos invasivos de implantação de sensores internos no cérebro humano, o que permitiu que os sinais cerebrais fossem aproveitados e interpretados com muito mais precisão e confiabilidade.

Isso rapidamente levou a grandes avanços em nossa compreensão de como os sinais cerebrais podem ser interpretados e usados ​​para controlar máquinas ou computadores.

Dias atuais

As interfaces cérebro-computador progrediram muito desde então. Hoje, um dos pioneiros mais conhecidos é a Neuralink , fundada por Elon Musk. Ela desenvolve dispositivos implantáveis ​​de interface cérebro-máquina (IMC), como seu chip N1, que é capaz de interagir diretamente com mais de 1.000 células cerebrais diferentes. O objetivo é permitir que pessoas que sofrem de paralisia usem máquinas e membros protéticos para recuperarem sua mobilidade. Eles também estão estudando a aplicação de sua tecnologia no desenvolvimento de tratamentos para as doenças como Alzheimer e Parkinson.

A Bitbrain desenvolveu dispositivos vestíveis de detecção cerebral que monitoram sinais de EEG (eletroencefalograma) com a ajuda de IA. Eles fornecem aplicativos para a realização de varreduras cerebrais médicas, bem como uma variedade de ferramentas de laboratório usadas em pesquisas sobre comportamento humano, saúde e neurociência.

Outra empresa que traz produtos para o mercado nesse espaço é a NextMind, recentemente adquirida pela Snap Inc, empresa controladora do Snapchat. Ela desenvolveu um dispositivo que traduz sinais do córtex visual em comandos digitais. Além de criar ferramentas que permitem que os computadores sejam controlados com sinais cerebrais, eles esperam criar um dispositivo que possa traduzir a imaginação visual em sinais digitais; em outras palavras, qualquer imagem que você imaginar será recriada na tela do computador.

Na academia, os limites estão sendo empurrados ainda mais. Por exemplo, pesquisadores que valorizam a tecnologia BCI usaram machine learning para extrair dados de sinais de EEG do lobo frontal que foram usados ​​para classificar estados mentais (como o nível de relaxamento ou estresse de uma pessoa) com alto grau de precisão.

E uma rede neural baseada em difusão – o modelo de geração de imagem usado por aplicativos de IA, incluindo DALL-E e Midjourney – foi usada para reproduzir imagens que as pessoas viram com base em sua atividade de EEG, bem como música que alguém ouviu.

Próximos passos

Obviamente, essa é uma tecnologia muito avançada com a qual estamos apenas começando a nos familiarizar. Eventualmente, pode abrir possibilidades que parecem completamente fantásticas agora – como ser capaz de “registrar” digitalmente todas as experiências de vida de uma pessoa, criar uma representação digital de qualquer pessoa ou objeto simplesmente pensando sobre isso ou até mesmo nos permitir uma espécie de “controle mental” sobre outra pessoa (deixando de lado por um momento a questão se isso seria ou não uma coisa boa).

Em um futuro próximo, podemos esperar métodos menos invasivos de captura da atividade elétrica do cérebro, o que significa que a tecnologia terá um número maior de aplicações sem que os usuários precisem se submeter a cirurgia de implante. É provável que isso inclua avanços no uso de espectroscopia de infravermelho próximo, que detecta mudanças no fluxo sanguíneo no cérebro usando luz.

Também será possível entender com mais precisão o significado de determinados sinais de EEG, isolando-os do “ruído” de fundo do cérebro de forma mais eficaz.

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Também podemos esperar o surgimento de interfaces cérebro-cérebro, que nos permite efetivamente enviar e receber mensagens telepáticas, graças a um dispositivo eletrônico “intermediário” que registrará mensagens decodificadas da atividade EEG de uma pessoa e as transmitirá diretamente para outra pessoa. Isso pode até se estender ao controle do corpo de outras pessoas – pesquisadores da Universidade de Washington demonstraram um método para permitir que uma pessoa controle os movimentos das mãos de outra usando seu cérebro.

Está claro que essa tecnologia tem o potencial de ser altamente transformadora em vários campos, desde facilitar o controle preciso de máquinas até restaurar a mobilidade para aqueles que a perderam e criar novas formas de comunicação e compartilhamento de informações.

Sim, há enormes implicações éticas para tudo isso – nós ignoramos completamente a questão do que significaria para a sociedade se a tecnologia possibilitasse que os pensamentos mais pessoais e privados de uma pessoa fossem decodificados e efetivamente assistidos como um filme. Até onde será possível “rebobinar” esses filmes? Todos nós sabemos que é comum o cérebro humano se lembrar repentinamente de informações sobre pessoas, locais ou experiências de nosso passado distante, mesmo que não tenhamos pensado em algo por muito tempo. Os psicólogos também nos dizem que o cérebro tem a capacidade de nos impedir de pensar ou lembrar de experiências ou incidentes específicos se isso for traumático ou angustiante.

Essas são questões que, sem dúvida, terão de ser abordadas antes que o desenvolvimento progrida muito mais do que já foi feito. No entanto, o campo de estudo e desenvolvimento tecnológico também oferece um potencial muito interessante e também pode ter inúmeros usos positivos.

*Bernard Marr é um autor best-seller internacional, palestrante popular, futurista e consultor estratégico de negócios e tecnologia para governos e empresas.

(traduzido por Andressa Barbosa)