Como funciona a interface cérebro-computador

Autor: 
Ed Grabianowski

À medida que aumenta a capacidade dos computadores modernos, juntamente com nosso conhecimento sobre o cérebro humano, a ficção científica se aproxima cada vez mais da realidade. Imagine poder transmitir sinais para o cérebro de uma pessoa e fazer com que ela consiga ver, ouvir ou sentir tudo a sua volta. Pense na possibilidade de manipular computadores ou máquinas com um simples pensamento. Não se trata apenas de comodidade - para pessoas com graves deficiências, o desenvolvimento de uma interface cérebro-computador (BCI da sigla em inglês para Brain Computer Interface) pode representar o maior avanço tecnológico em muito tempo. Neste artigo, aprenderemos tudo sobre o funcionamento e limitações da BCI, bem como sobre seus possíveis usos no futuro.

brain-computer interface illustration

O Cérebro Elétrico

A BCI funciona graças à maneira como nosso cérebro funciona. Nossos cérebros estão cheios de neurônios, células nervosas conectadas umas às outras através de dendritos e axônios. Cada vez que pensamos, nos movemos, sentimos ou lembramos de alguma coisa, nossos neurônios estão trabalhando. Esse trabalho é realizado graças a pequenos sinais elétricos que são transmitidos de neurônio a neurônio a uma velocidade de 111,75 m/s. Esses sinais são gerados pelas diferenças de potencial elétrico causadas pelos íons presentes na membrana de cada neurônio.

Apesar dos caminhos percorridos pelos sinais elétricos estarem envoltos por uma substância chamada mielina, alguns deles conseguem escapar. Os cientistas conseguem detectar esses sinais, interpretar seus significados e usá-los para manejar alguns tipos de dispositivo. E vice-versa. Por exemplo, os pesquisadores poderiam descobrir quais sinais são enviados ao cérebro pelo nervo óptico quando uma pessoa vê a cor vermelha. Eles poderiam, então, montar uma máquina fotográfica que enviaria esses mesmos sinais ao cérebro de uma pessoa sempre que a máquina visse a cor vermelha, permitindo, assim, que uma pessoa cega "enxergasse" sem os olhos.

No próxima página, saberemos mais sobre os mecanismos básicos da interface.

Neuroplasticidade

Durante anos, o cérebro de um adulto foi visto como algo estático. Acreditava-se que o cérebro só se desenvolvia e se adaptava a novas experiências até uma certa idade e que, depois disso, ele se estabilizava.

No começo dos anos 90, pesquisas mostraram que, de fato, o cérebro continua mudando, até na velhice. Esse conceito, conhecido como neuroplasticidade, significa que o cérebro é capaz de se adaptar de maneira incrível a novas situações. Aprender coisas novas ou participar de atividades diferentes forma novas conexões entre os neurônios e reduz o risco de problemas neurológicos próprios da idade. Se um adulto sofre um trauma cerebral, outras partes do cérebro são capazes de assumir as funções da parte danificada.

Por que isso é importante para a BCI? Porque significa que um adulto pode aprender a operar com uma BCI, fazendo com que seu cérebro forme novas conexões e se adapte a esse novo uso dos neurônios. Quando implantes são utilizados, o cérebro consegue acomodar esse suposto intruso e desenvolver novas conexões que tratarão o implante como se fosse uma parte natural do cérebro.