Esta semana, a DARPA (Agência de Projetos de Pesquisa Avançada de Defesa) anunciou que seis equipes receberão financiamento no programa Next-Generation Nonsurgical Neurotechnology (N3). Os participantes têm a tarefa de desenvolver tecnologia que forneça um canal de duas vias para comunicação rápida e contínua entre o cérebro humano e as máquinas sem a necessidade de cirurgia.
“Imagine alguém que esteja operando um drone ou alguém que possa estar analisando muitos dados”, disse Jacob Robinson, professor assistente de bioengenharia da Rice University, que lidera uma das equipes.
“Há essa latência, onde, se eu quiser me comunicar com minha máquina, tenho que enviar um sinal do meu cérebro para mover meus dedos ou mover minha boca para fazer um comando verbal, e isso limita a velocidade com a qual eu posso interagir um sistema cibernético ou sistema físico. Então, o pensamento é que talvez possamos melhorar essa velocidade de interação “.
Isso pode ser crucial, uma vez que as máquinas inteligentes e uma grande quantidade de dados ameaçam sobrecarregar os seres humanos e podem, em última instância, encontrar aplicações em domínios militares e civis, disse Robinson.
Avançando o controle da mente
Embora tenha havido avanços em nossa capacidade de ler e até mesmo escrever informações para o cérebro, esses avanços geralmente dependem de implantes cerebrais em pacientes, permitindo que os médicos monitorem condições como a epilepsia.
A cirurgia cerebral é muito arriscada para justificar essas interfaces em pessoas fisicamente capazes; e as atuais abordagens externas de monitoramento do cérebro, como a eletroencefalografia (EEG) – em que os eletrodos são conectados diretamente ao couro cabeludo – são muito imprecisas. Como tal, a DARPA está tentando impulsionar uma inovação em interfaces cérebro-computador não invasivas ou minimamente invasivas (BCIs).
A agência está interessada em sistemas que podem ler e escrever em 16 locais independentes em um pedaço do cérebro do tamanho de uma ervilha com uma defasagem de não mais de 50 milissegundos em quatro anos, disse Robinson, que não tem ilusões sobre a escala o desafio.
“Quando você tenta capturar a atividade cerebral através do crânio, é difícil saber de onde os sinais estão vindo e quando e onde os sinais estão sendo gerados”, disse ele ao Live Science. “Então o grande desafio é, podemos empurrar os limites absolutos de nossa resolução, tanto no espaço como no tempo?”
Geneticamente “tweaking” cérebros humanos:
Para fazer isso, a equipe de Robinson planeja usar vírus modificados para entregar material genético nas células – chamados vetores virais – para inserir o DNA em neurônios específicos que os farão produzir dois tipos de proteínas.
- O primeiro tipo de proteína absorve a luz quando um neurônio está disparando, o que torna possível detectar a atividade neural. Um fone de ouvido externo envia um feixe de luz infravermelha que pode passar pelo crânio e entrar no cérebro. Detectores ligados ao fone de ouvido, então, medem o pequeno sinal que é refletido a partir do tecido cerebral para criar uma imagem do cérebro. Por causa da proteína, as áreas alvo aparecerão mais escuras (luz absorvente) quando os neurônios estão disparando, gerando uma leitura da atividade cerebral que pode ser usada para descobrir o que a pessoa está vendo, ouvindo ou tentando fazer.
- A segunda proteína se liga a nanopartículas magnéticas, de modo que os neurônios podem ser magneticamente estimulados a disparar quando o fone de ouvido gera um campo magnético. Isso poderia ser usado para estimular os neurônios, de modo a induzir uma imagem ou som na mente do paciente. Como prova de conceito, o grupo planeja usar o sistema para transmitir imagens do córtex visual de uma pessoa para a de outra.
“Ser capaz de decodificar ou codificar experiências sensoriais é algo que entendemos relativamente bem”, disse Robinson. “No limite da ciência, acho que estamos lá se tivéssemos a tecnologia para isso.”
Conversando com drones
Um grupo do instituto de pesquisa sem fins lucrativos Battelle está assumindo um desafio mais ambicioso. O grupo quer deixar os humanos controlarem vários drones usando apenas seus pensamentos, enquanto o feedback sobre coisas como aceleração e posição vai diretamente para o cérebro.
“Joysticks e cursores de computador são mais ou menos dispositivos unidirecionais”, disse o pesquisador sênior Gaurav Sharma, que lidera a equipe. “Mas agora estamos pensando em uma pessoa controlando múltiplos zangões; e é de mão dupla, então se o drone está se movendo para a esquerda, você recebe um sinal sensorial de volta ao seu cérebro, dizendo que está se movendo para a esquerda.”
O plano do grupo se baseia em nanopartículas especialmente projetadas com núcleos magnéticos e camadas externas piezoelétricas, o que significa que as cascas podem converter energia mecânica em elétrica e vice-versa. As partículas serão injetadas ou administradas por via nasal, e os campos magnéticos os guiarão para neurônios específicos.
Quando um fone de ouvido especialmente projetado aplica um campo magnético aos neurônios-alvo, o núcleo magnético se moverá e exercerá pressão sobre a camada externa para gerar um impulso elétrico que faz o fogo do neurônio. O processo também funciona ao contrário, com impulsos elétricos de neurônios de disparo convertidos em minúsculos campos magnéticos que são captados por detectores no fone de ouvido.
Traduzir esse processo para controlar os drones não será simples, admite Sharma, mas está gostando do desafio que a DARPA expôs. “O cérebro é a fronteira final da ciência médica”, disse ele. “Nós entendemos tão pouco disso, que é o que torna muito interessante fazer pesquisas nessa área.”
Artigo original em: https://www.livescience.com/65546-darpa-mind-controlled-weapons.html