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Visão Geral

Interfaces cérebro-computador (ou cérebro-máquina), que são chamadas de BCIs (Brain Computer Interface) ou BMIs (Brain Machine Interface) devido suas siglas em inglês, são técnicas que registram e processam os sinais cerebrais de uma pessoa para realizar uma ação desejada em uma máquina. Este tipo de mecanismo torna-se extremamente útil no campo da medicina principalmente para a reabilitação de pessoas que possuem uma deficiência motora. A aplicação dessa tecnologia atualmente está em, por exemplo, programas em que membros mecânicos, cadeiras e sistemas de fala são controlados pelo cérebro, entre outros.

Funcionamento

A imagem, assim como a legenda explicam o funcionamento de interfaces cérebro-computador. Veja abaixo: Basicamente a operação de qualquer sistema BCI acontece pois os sinais do cérebro são adquiridos por eletrodos no couro cabeludo ou na cabeça e processados para extrair características específicas do sinal (por exemplo, amplitudes de potenciais evocados ou ritmos do córtex sensório-motor, taxas de disparo de neurônios corticais) que refletem a intenção do usuário. E os equipamentos utilizados nessa estampa podem são a Eletroencefalografia (EEG), o Eletrocorticografia (ECoG) e Espectroscopia de Infravermelho Próximo (NIRS), porém o mais comum é a EEG. Logo, esses recursos são traduzidos em comandos que operam um dispositivo (por exemplo, um programa de processamento de texto simples, uma cadeira de rodas ou uma neuroprótese). O sucesso depende da interação de dois controladores adaptativos, usuário e sistema. O usuário deve desenvolver e manter uma boa correlação entre sua intenção e as características do sinal empregadas pelo BCI, e o BCI deve selecionar e extrair recursos que o usuário pode controlar e deve traduzir esses recursos em comandos do dispositivo de forma correta e eficiente.

História

Em 1924, Hans Berger foi o primeiro homem a detectar atividade elétrica do cérebro humano usando uma EEG, mas as primeiras pesquisas sobre interface cérebro-computador tiveram início na década de 1970, com o professor Berger na Universidade da Califórnia em Los Angeles (UCLA). Depois de muitos estudos, experimentos e testes em animais, o primeiro dispositivo neuroprostético que foi instalado em humanos surgiu na metade da década de 1990. Além disso, por muitos anos, as pessoas especularam que a atividade eletroencefalográfica ou outras medidas eletrofisiológicas da função cerebral poderiam fornecer um novo canal não muscular para enviar mensagens e comandos para o mundo externo, e isso foi concretizado nos últimos 15 anos com as recentes técnicas em BCI.

Como a tecnologia da Interface Cérebro-Computador está sendo aplicada

Neuralink

Empresa de pesquisa médica, fundada por Elon Musk em 2016, a Neuralink tem como foco a criação de microchips para conectar um cérebro a um computador. O chip se chama N1 e conta com 1.024 eletrodos que são capazes de detectar a atividade dos neurônios de um cérebro humano. Apesar de outros objetivos, o projeto tem como principal objetivo ajudar pessoas que sofrem com algum tipo de problema neurológico. A empresa já começou a testar sua tecnologia em animais, sendo um teste expressivo em um macaco de 9 anos, o qual jogava video-game apenas pensando, a partir de seus sinais cerebrais transmitidos pelo chip implantado.

Projeto “Walk Again”

Projeto sem fins lucrativos criado em 2009, com o objetivo de desenvolver uma veste robótica controlada pelo cérebro humano. Foi coordenado pelo neurocientista brasileiro Miguel Nicolelis, o qual publicou um estudo científico demonstrando que sinais elétricos gerados por neurônios motores, podiam ser extraídos e convertidos em comandos para um braço robótico. A primeira demonstração pública da veste foi efetuada durante a cerimônia de abertura da Copa do Mundo em 2014.

Referências

Santana, D., Ramírez, M., & Ostrosky-Solís, F. (2004). Novedades em tecnología de rehabilitación: uma revisión acerca de la interfaz cerebro-computadora [Recent advances in rehabilitation technology: a review of the brain-computer interface]. Revista de neurologia, 39(5), 447–450.

Ron-Angevin, R., & Díaz-Estrella, A. (2008). Evaluación de um protocolo de entrenamiento em uma interfaz cerebro-computadora: propuesta de tareas mentales [Training protocol evaluation of a brain-computer interface: mental tasks proposal]. Revista de neurologia, 47(4), 197–203.

Ron-Angevin, R., & Díaz-Estrella, A. (2009). Brain-computer interface: changes in performance using virtual reality techniques. Neuroscience letters, 449(2), 123–127

Chamola, V., Vineet, A., Nayyar, A., & Hossain, E. (2020). Brain-Computer Interface-Based Humanoid Control: A Review. Sensors (Basel, Switzerland), 20(13), 3620.

MARTON, F. Lembra do exoesqueleto da Copa? Ele já recuperou 8 paralíticos. Superinteressante, 2016. Disponível em: <https://super.abril.com.br/blog/supernovas/lembra-do-exoesqueleto-da-copa-ele-ja-recuperou-8-paraliticos/>.

ELON Musk e o Macaco: o que esperar do futuro da tecnologia da Neuralink. CanalTech, 2021. Disponível em: <https://canaltech.com.br/ciencia/neuralink-elon-musk-macaco-futuro-182430/>.