Trabalhar em uma "Internet dos cérebros" dá outro passo
Nós, humanos, desenvolvemos um rico repertório de comunicação, do gesto às linguagens sofisticadas. Todas essas formas de comunicação vinculam, de outra forma, os indivíduos de tal maneira que eles podem compartilhar e expressar suas experiências singulares e trabalhar em conjunto. Em um novo estudo , a tecnologia substitui a linguagem como um meio de comunicação, vinculando diretamente a atividade do cérebro humano. A atividade elétrica do cérebro de um par de seres humanos foi transmitida ao cérebro de um terceiro indivíduo na forma de sinais magnéticos, que transmitiam uma instrução para executar uma tarefa de uma maneira particular. Este estudo abre as portas para novos meios extraordinários de colaboração humana e, ao mesmo tempo, obscurece noções fundamentais sobre identidade individual e autonomia de maneiras desconcertantes.
A comunicação direta de cérebro a cérebro tem sido objeto de intenso interesse por muitos anos, motivada por motivos tão diversos quanto o entusiasmo futurista e a exigência militar. Em seu livro Beyond Boundaries, um dos líderes no campo, Miguel Nicolelis, descreveu a fusão da atividade cerebral humana como o futuro da humanidade, o próximo estágio na evolução de nossa espécie. (Nicolelis atua no conselho consultivo da Scientific American .) Ele já realizou um estudo no qual vinculou os cérebros de vários ratos usando eletrodos implantados complexos, conhecidos como interfaces cérebro-cérebro. Nicolelis e seus co-autores descreveram essa conquista como o primeiro “ computador orgânico”Com cérebros vivos amarrados como se fossem tantos microprocessadores. Os animais dessa rede aprenderam a sincronizar a atividade elétrica de suas células nervosas na mesma extensão que as de um único cérebro. Os cérebros em rede foram testados quanto a sua capacidade de discriminar dois padrões diferentes de estímulos elétricos, e eles superavam rotineiramente os animais individuais.
Se os cérebros de ratos em rede são "mais inteligentes" do que um único animal, imagine as capacidades de um supercomputador biológico de cérebros humanos em rede. Essa rede pode permitir que as pessoas trabalhem em barreiras linguísticas. Poderia fornecer àqueles cuja capacidade de comunicação é prejudicada com um novo meio de fazê-lo. Além disso, se o estudo com ratos estiver correto, a rede de cérebros humanos pode melhorar o desempenho. Essa rede poderia ser uma maneira mais rápida, eficiente e inteligente de trabalhar em conjunto?
O novo artigo abordou algumas dessas questões, vinculando a atividade cerebral de uma pequena rede de seres humanos. Três indivíduos sentados em salas separadas colaboraram para orientar corretamente um bloco para que ele pudesse preencher uma lacuna entre outros blocos em um videogame. Dois indivíduos que agiram como "remetentes" puderam ver a diferença e sabiam se o bloco precisava ser girado para se ajustar. O terceiro indivíduo, que atuava como “receptor”, estava cego para a resposta correta e precisava confiar nas instruções enviadas pelos remetentes.
Os dois remetentes foram equipados com eletroencefalógrafos (EEGs) que registravam a atividade elétrica do cérebro. Os remetentes puderam ver a orientação do bloco e decidir se deveriam sinalizar para o receptor girá-lo. Eles se concentraram em uma luz piscando em alta frequência para transmitir a instrução de girar ou focados em uma luz piscando em baixa frequência para sinalizar para não fazê-lo. As diferenças nas frequências intermitentes causaram respostas cerebrais díspares nos remetentes, que foram capturadas pelos EEGs e enviadas, via interface do computador, ao receptor. Um pulso magnético foi entregue ao receptor usando um dispositivo de estimulação magnética transcraniana (TMS) se um remetente sinalizasse para girar. Esse pulso magnético causou um flash de luz (um fosfeno) no campo visual do receptor como uma sugestão para girar o bloco.
Após reunir as instruções dos dois remetentes, o destinatário decidiu se deveria girar o bloco. Como os remetentes, o receptor estava equipado com um EEG, neste caso, para sinalizar essa escolha ao computador. Depois que o receptor decidiu a orientação do bloco, o jogo terminou e os resultados foram dados aos três participantes. Isso proporcionou aos remetentes a chance de avaliar as ações do receptor e o receptor a chance de 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, atingiram uma precisão superior a 80% na conclusão da tarefa.
Para escalar o desafio, os investigadores às vezes adicionavam ruído ao sinal enviado por um dos remetentes. Diante de direções conflitantes ou ambíguas, os receptores aprenderam rapidamente a identificar e seguir as instruções do remetente mais preciso. Esse processo emulou alguns dos recursos das redes sociais "convencionais", de acordo com o relatório.
Este estudo é uma extensão natural do trabalho realizado anteriormente em animais de laboratório. Além do trabalho de conectar cérebros de ratos, o laboratório de Nicolelis é responsável por vincular vários cérebros de primatas a um " Brainet " (que não deve ser confundido com o BrainNet discutido acima), no qual os primatas aprenderam a cooperar no desempenho de uma tarefa comum via interfaces cérebro-computador (BCIs). Dessa vez, três primatas foram conectados ao mesmo computador com BCIs implantados e simultaneamente tentaram mover um cursor para um alvo. 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 compensava continuamente a atividade dos outros.
As interfaces cérebro-cérebro também abrangem espécies, com seres humanos usando métodos não invasivos semelhantes aos do estudo BrainNet para controlar baratas ou ratos que implantaram cirurgicamente interfaces cerebrais. Em um relatório , um humano usando uma interface cerebral não invasiva ligada, via computador, ao BCI de um rato anestesiado foi capaz de mover a cauda do animal. Enquanto em outro estudo, um humano controlava um rato como um ciborgue em movimento livre .
Os investigadores do novo artigo apontam que é o primeiro relatório em que os cérebros de vários seres humanos foram ligados de maneira completamente não invasiva. Eles alegam que o número de indivíduos cujos cérebros poderiam ser conectados em rede é essencialmente ilimitado. No entanto, as informações transmitidas atualmente são muito simples: uma instrução binária do tipo sim ou não. Além de ser uma maneira muito complexa de jogar um videogame do tipo Tetris, onde esses esforços poderiam levar?
Os autores propõem que a transferência de informações usando abordagens não invasivas possa ser aprimorada pela geração simultânea de imagens 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 já extraordinariamente complexa para o compartilhamento de informações. Os pesquisadores também propõem que o TMS 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, as ferramentas para interfaces cerebrais mais invasivas - e talvez mais eficientes - estão se desenvolvendo rapidamente. Elon Musk anunciou recentemente o desenvolvimento de um BCI roboticamente implantável, contendo 3.000 eletrodos, para proporcionar uma interação extensa entre computadores e células nervosas no cérebro. Embora impressionantes em escopo e sofisticação, esses esforços são diminuídos pelos planos do governo. 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 esses BCIs não estejam sendo desenvolvidos especificamente para a interface cérebro-cérebro, não é difícil imaginar que eles possam ser recrutados para esses fins.
Embora os métodos usados aqui sejam não invasivos e, portanto, pareçam muito menos ameaçadores do que se uma interface neural DARPA tivesse sido usada, a tecnologia ainda suscita preocupações éticas , principalmente porque as tecnologias associadas estão avançando tão rapidamente. Por exemplo, alguma incorporação futura de uma rede cérebro-a-cérebro pode permitir que um remetente tenha um efeito coercitivo sobre um receptor, alterando o senso de agência deste último? Poderia uma gravação cerebral de um remetente conter informações que algum dia poderiam ser extraídas e infringir a privacidade dessa pessoa? Esses esforços poderiam, em algum momento, comprometer o senso de personalidade de um indivíduo?
Este trabalho nos aproxima um pouco do futuro que Nicolelis imaginou, no qual, nas palavras do físico Murray Gell-Man, vencedor do Prêmio Nobel, “pensamentos e sentimentos seriam completamente compartilhados com nenhuma das seletividades ou enganos permitidos pela linguagem. . ” Além de ser um tanto voyeurista nessa busca de total abertura, Nicolelis erra o alvo. 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 é o cerne da autonomia individual. O que quer que possamos obter em colaboração ou poder de computação, vinculando cérebros diretamente, pode custar coisas muito mais importantes.
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