Da ficção científica à realidade: a promessa da neurocomputação e das interfaces cérebro-computador (BCIs)

Chegará um momento em que seus pensamentos serão a única atividade de que você precisa para realizar as coisas.

Você já esteve tão ocupado com o trabalho que não quer mover um músculo? Você não está disposto a usar sua voz porque sente que as ideias irão escapar quando você o fizer.

Então, o que você faz quando de repente deseja que suas músicas favoritas estejam tocando naquele momento, mas sente preguiça de pegar o celular ou chamar a atenção da Siri para ligar sua playlist?

Se ao menos seus pensamentos pudessem fazer os pedidos, certo?

Aqui, você está pensando: “Siri, toque 'Easy on Me' de Adele” e segundos depois o som preenche sua área de trabalho. Então você pensa: "Não, muito baixo. Siri, aumente o volume para 10", e o volume é ajustado para se adequar perfeitamente ao que você está pensando.

Seu cérebro sozinho processa comandos sem nenhum esforço da boca. Acho que isso pode ser visto como um grande avanço na história da neurociência – ou provavelmente não!

Vamos descobrir o que isso significa para o mundo coletivamente.

O que exatamente é neurocomputação?

A neurocomputação é um ramo da neurociência que trata do exame de padrões e atividades cerebrais. É um subcampo da neurociência cognitiva que estuda cientificamente os mecanismos biológicos e as reações do cérebro a diferentes experiências.

O termo se aplica ao processo de leitura, análise e interpretação das atividades cerebrais, utilizando sensores cerebrais e uma estrutura de imagem para examinar como nosso cérebro reage em resposta a diferentes emoções. Isso geralmente ocorre por meio do uso de um dispositivo de interface cérebro-computador.

A estrutura, neste caso, é chamada de “tríade”, um processo de três etapas de avaliação de emoção, sensório-motora e avaliação de conhecimento de significado.

Com a introdução do Al, os neurocientistas atingiram um novo marco nos estudos da atividade cerebral.

A ascensão da neurocomputação

Você já imaginou que um dia o conteúdo dos seus pensamentos poderia ser lido por dispositivos?

Ficção científica? Claro! Por que não? Vemos muito disso. Mas realidade? Isso é quase impossível (ou assim pensamos). Os detectores de mentiras são os que mais leem mentes, mas nunca conseguem detectar quais são seus pensamentos, palavra por palavra.

No entanto, a tecnologia sempre parece nos surpreender com o passar do tempo, porque a tecnologia que antes pensávamos que só existia nos filmes está aqui!

O uso de dispositivos controlados por ondas cerebrais para ler mentes começou com a invenção do Eletroencefalograma (EEG) no século XX. A história conta que o psiquiatra alemão Hans Berger criou o primeira gravação cerebral EEG em neurocirurgia.

Esses dispositivos, equipados com sensores, eram usados principalmente para monitorar e registrar a atividade cerebral do paciente. Quando colocados no couro cabeludo, os sensores captam sinais elétricos produzidos pelo cérebro, que podem ser interpretados.

Por volta de 2008, o EEG voltado para o consumidor foi comercializado para uso público. NeuroSky e Emotivo – ambas empresas de tecnologia – estiveram entre os primeiros participantes neste cenário ao lançarem fones de ouvido EEG com a promessa de criar videogames controlados pela mente.

Além disso, começou a ser testado em outras áreas além dos videogames, como a forma como poderia ser usado para controlar seu telefone ou outras atividades por empresas como iBrain e Musa .

Alívio da tecnologia de interfaces cérebro-computador

Inovações e empresas avançadas como Meta e Neuralink avançaram com suas pesquisas em Interfaces Cérebro-Computador (BCIs) – uma tecnologia que pode captar pensamentos diretamente dos neurônios cerebrais e traduzi-los em palavras. Esta tecnologia usa algoritmos de IA para ler a atividade cerebral e decodificar emoções em palavras.

Entre 2017 e 2019, a Meta começou a financiar pesquisa sobre esta tecnologia . Em março de 2022, os pesquisadores da Nature Neuroscience, UCSF, financiados, alcançaram a decodificação cérebro-texto com uma taxa média de erro tão baixa quanto 3% quando foram testados com vocabulários de até 300 palavras – um enorme avanço em relação a estudos anteriores.

Ao mesmo tempo, o Neuralink de Elon Musk já está fazendo bastante progresso com seus fios ultrafinos e flexíveis que podem ser implantados diretamente no cérebro, permitindo ao portador controlar seus gadgets/dispositivos com seus pensamentos. Isso já está sendo testado em paraplégicos.

A tecnologia tem sido muito bem recebida por pacientes paralíticos que precisam recuperar novamente um bom nível de controle sobre suas vidas. A Neuralink já começou a testar os fios cerebrais em paraplégicos.

Estudo de caso de neurocomputação

Embora este conceito tecnológico pareça um tanto novo, a neurocomputação está em fase de pesquisa e desenvolvimento há anos, e dispositivos para voos de teste já estão sendo produzidos.

As possibilidades de leitura de mentes e dispositivos controlados por ondas cerebrais são infinitas. Os cientistas continuam a procurar formas de integrá-los nas nossas vidas, experimentando em vários sectores a possível utilização de dispositivos EEG não invasivos e BCIs.

Muitas destas experiências são frequentemente procedimentos que visam ajudar os deficientes físicos e mentais a comunicar as suas necessidades e a obter algum controlo sobre as suas vidas.

Avanço no Centro de Inteligência Artificial Centrado no Ser Humano GrapheneX-UTS: O mundo não é novo em casos de pacientes que não conseguem falar devido a doenças, paralisia, acidente vascular cerebral ou simplesmente por terem nascido assim. Então, quando, pela primeira vez na história, pesquisadores do Centro de Inteligência Artificial Centrado no Homem GrapheneX-UTS, da Universidade de Tecnologia de Sydney, inventaram um dispositivo portátil não invasivo que poderia traduzir pensamentos em palavras, isso foi visto como um avanço na neurocomputação. .

Na época, porém, a precisão era questionável, mas com o objetivo inicial alcançado, seriam necessários apenas mais anos de desenvolvimento para aumentar sua classificação de precisão. Já encontramos Meta e Neuralink assumindo essa tarefa com BCIs e fios de elétrons.

A evolução da neurocomputação também torna possível a comunicação tranquila entre humanos e máquinas, sejam eles nossos dispositivos, robôs ou braços protéticos.

Evento de lançamento da Copa do Mundo FIFA 2014: A história da neurocomputação e dos dispositivos controlados pelo cérebro deixou uma marca notável na Copa do Mundo FIFA 2014 quando, pela primeira vez, o evento simbólico de lançamento do torneio foi liderado e concluído por um homem paraplégico usando uma tecnologia avançada de mobilidade assistida – um exoesqueleto controlado pelo cérebro.

Essa tecnologia, por O Projeto Caminhar de Novo , uma invenção colaborativa de mais de 100 cientistas de todo o mundo, fez uso de um conjunto de eletrodos não invasivos para ler os sinais cerebrais do paraplégico e transmiti-los ao exoesqueleto leve, desencadeando movimentos que ajudaram o homem a completar o pontapé inicial com sucesso .

O paralisado Ian Burkhart recuperou a mobilidade: No mesmo ano do início da Copa do Mundo da FIFA, o diretor do Centro de Neuromodulação da Universidade Estadual de Ohio, Dr. cirurgia que muda a vida em Ian Burkhart, tetraplégico, de 26 anos.

A cirurgia envolveu a implantação de um minúsculo microchip de 4 x 4 mm no córtex motor de Burkhart, usado junto com uma capa elétrica e algoritmos feitos sob medida. Isso permitiu que os sensores acionassem seus pensamentos para controlar suas mãos e dedos enquanto contornavam a medula espinhal danificada. Foi um sucesso.

Este não é o único implante cerebral bem-sucedido na história da neurocomputação; um homem paralisado dos ombros para baixo também conseguiu recuperar o controle dos músculos paralisados, contornando a medula espinhal lesionada com o implantação de dois conjuntos de eletrodos de 96 canais do tamanho de uma aspirina em seu córtex motor.

Outros avanços notáveis: Os dispositivos EEG e BCIs estão contribuindo enormemente para melhorar a qualidade de vida das pessoas com deficiência.

Mas não podemos dizer que os dispositivos controlados pelo cérebro e que leem mentes são apenas para os doentes e deficientes. Estes dispositivos também poderiam ser utilizados para realizar outras tarefas/atividades para o bem de todos:

• A BBC e o This Place se uniram para criar um fone de ouvido para leitura de mentes que permite ao usuário controlar o BBC iPlayer com seus pensamentos – adeus aos controles remotos.
• Uma equipe liderada por um professor associado da Escola de Pós-Graduação em Ciência e Tecnologia Convergente KU-KIST, Universidade da Coreia, Suk-Won Hwang, desenvolveu óculos eletrônicos .

Este protótipo de óculos é composto por sensores de eletrodos flexíveis localizados entre as orelhas e os olhos do usuário. Primeiro, os eletrodos consistem em um EEG para monitorar a atividade elétrica do cérebro e um eletrooculograma (EOG) para rastrear os movimentos dos olhos e transmitir ambos dos óculos para um dispositivo para processamento e interpretação.

Este vidro pode ser usado para monitorar a saúde mental do usuário, ajudá-lo a controlar jogos com os olhos e ligar e desligar o modo óculos de sol quando o usuário precisar.

• A Nissan e a NASA estão trabalhando juntas para construir uma tecnologia de carro-robô autônomo chamada Sentido Mental que pode ler, monitorar e medir a atividade cerebral de um motorista para saber se ele está alerta para dirigir ou não.

• Em uma reviravolta emocionante, em 2013, a NASA teve a ideia maluca de usar BCIs para controlar rovers planetários . Juntamente com cientistas da Universidade de Essex, eles lançaram um projeto para controlar uma nave espacial virtual com a mente.

  
  

• A Corrida de drones cerebrais A competição foi realizada em 2016 por neurocientistas da Universidade da Flórida, uma competição em que os pilotos pilotavam seus drones até a linha de chegada usando suas mentes.

E a lista continua.

Mas, como qualquer outra tecnologia e coisa que existe, sempre haverá prós e contras a serem considerados.

As considerações éticas da neurocomputação

A neurocomputação é uma tecnologia que já está transformando vidas, especialmente para paraplégicos, que, em muitos casos, conseguiram obter partes robóticas do corpo que podem ser controladas com suas mentes ou contornar lesões na medula espinhal para estimular seus corpos a se movimentarem por meio de implantes de neurônios cerebrais. .

Pessoas que não conseguiam falar agora podem comunicar seus sentimentos e o que querem/precisam e interagir por meio de dispositivos de leitura de mentes. Para todas as outras pessoas, organizações e empresas com deficiência que desejam aplicar esses gadgets em suas vidas diárias ou em seus diversos setores, isso é muito viável. Pode trazer “facilidade” a certas atividades e, talvez, criar um mundo mais tranquilo.

No entanto, a implantação de BCIs invasivos no cérebro envolve um procedimento cirúrgico que é quase demasiado arriscado para ser considerado. O cérebro é um órgão frágil; danos a ele podem levar a anormalidades mentais ou até morte cerebral.

Como tal, o risco de implantes cerebrais torna esta tecnologia rebuscada para humanos totalmente funcionais. Já os paraplégicos podem apostar nesses procedimentos pela busca por uma melhor qualidade de vida.

Uma situação delicada, mas se isso for necessário para que não fiquem presos num mundo estático à mercê dos outros, vale a pena o tiro arriscado.

É por isso que os BCIs de empresas como Neuralink e Meta, embora concebidos para atender a todos, são mais atraentes para a parte paralítica do mundo neste momento.

Por causa dessas preocupações, os cientistas estão buscando métodos não invasivos de leitura da mente.

No ano passado, pesquisadores do Centro de Inteligência Artificial Centrado no Ser Humano GrapheneX-UTS , da Universidade de Tecnologia de Sydney, inventou um dispositivo portátil e não invasivo, semelhante a um boné, que poderia traduzir pensamentos em palavras quando colocado na cabeça.

Além disso, cientistas da Universidade do Texas, Austin, desenvolveram uma técnica não invasiva traduzir os pensamentos do cérebro em fala real, monitorando a atividade do cérebro envolvendo o uso de fMRI e modelos de linguagem Al.

A precisão dessas técnicas foi média. Porém, com o objetivo pretendido alcançado, seriam necessários apenas mais anos de desenvolvimento para aumentar sua precisão.

Mesmo assim, ninguém quer andar por aí carregando um capacete com fios para fora, e também não pode carregar aparelhos de ressonância magnética o dia todo. Portanto, há necessidade de dispositivos menos óbvios e não intrusivos ou BCIs invasivos menos arriscados.

Embora o mundo possa ser inundado por dispositivos controlados por ondas cerebrais que leem as nossas mentes, isso levanta sérias preocupações. Um dia, como qualquer outro dia, realizaremos atividades com pensamentos silenciosos em nossas cabeças, mas esta é a parte triste: as organizações seriam capazes de ler, monitorar, armazenar, acessar e usar esses pensamentos quando necessário.

Por mais trágico que pareça, já está em andamento.

Privacidade de dados: Os pensamentos em nosso cérebro são atualmente nossos únicos ativos inacessíveis, nossa privacidade segura, nossos pensamentos mais íntimos e nossa identidade pessoal – ninguém deveria ser capaz de acessar nossas mentes.

Mas com as recentes descobertas e tecnologias na neurociência, esta privacidade intrínseca pode ser violada mais cedo do que imaginamos, deixando-nos verdadeiramente vulneráveis às grandes empresas e organizações tecnológicas.

Se perdermos o controle de nossas mentes, se alguma empresa puder espionar nossos pensamentos, o que mais nos restará?

Assim como fizemos na Internet, as empresas poderiam comprar e acessar nossos dados cerebrais para marketing direcionado.

O primeiro apelo para cada produto começa com o cérebro. Você pode não ser capaz de dizer isso, mas pode pensar com precisão. Imagine os anunciantes tendo exatamente essas informações exatamente como as sentimos; assim, poderão comercializar seus produtos de forma praticamente irresistível.

Dispositivos de neurocomputação e de leitura de mentes disponibilizariam dados cerebrais em grande escala, e isso também é muito prejudicial para nós.

Pense nisso; além da publicidade atraente, quão seguro você está?

O cérebro é onde estão todos os seus segredos: suas senhas, localização, investimentos, quantidade de dinheiro que você possui, onde você salvou seus ativos, etc. Um hack de dados cerebrais significaria uma perda grande demais para ser suportada.

O argumento de alguns neurocientistas de que o potencial para o uso indevido da neurocomputação e da leitura de mentes é tão grande que é necessária uma reformulação das leis de direitos humanos para proteger a todos nós é válido.

Dado que esta tecnologia tem tudo para interferir nos nossos direitos mais básicos, as leis actuais não estão totalmente equipadas para salvar a situação; precisamos de uma nova “jurisprudência da mente” para nossa proteção.

Portanto, no geral, o nosso maior desafio é a privacidade e a segurança!

Qual é o futuro?

Um mundo tranquilo. Talvez o que precisamos? Ou talvez não.

Elon Musk e a sua empresa, Neuralink, têm estado na vanguarda, levando o conceito de neurocomputação para além da ideia de ser apenas uma ajuda para paraplégicos.

Para Musk, isso levaria as interações conceituais a um nível totalmente novo, onde palavras e conversas não precisariam ser verbalizadas, apenas pensadas. Ele chama isso de “telepatia consensual”, um reino onde sua fala se torna completamente desnecessária.

Você pode entrar em uma sala com pessoas conversando, mas sem conversar, porque seus pensamentos estão voando invisivelmente entre elas. Lendo isso agora, parece estranho. O que acontece com o nosso discurso?

Oh! Eu sei o que você está pensando: “nunca haveria um dia em que nosso discurso não fosse necessário” e, claro, isso é verdade.

Mas pensando bem, antes do advento dos telefones celulares, teria havido um dia em que pensávamos que estaríamos tão colados a esses gadgets que raramente apreciaríamos a comunicação física e preferiríamos estar incorporados em conversas virtuais? Eu não acho.

Quando tudo que você precisa é de seus pensamentos para realizar as atividades mais básicas, como pedir um café em uma cafeteria, pedir ao seu amigo para lhe passar a pipoca no cinema, comunicar uma proposta ao seu chefe, conversar verbalmente em um encontro, etc., você pode lentamente perder o contato com as palavras reais. Quase da mesma forma, estamos lentamente perdendo o contato com a escrita no papel porque preferimos digitar em nossos computadores, tablets ou telefones.

Bem, não há como negar o fato de que também parece muito interessante. Você nunca teria que dizer que não sabe como se expressar, porque sua mente fará toda a expressão para você onde as palavras teriam escapado.

O conceito de seus sentimentos fluirá exatamente como você os sente, e não importa quão descontentes eles estejam, seu receptor receberá a mensagem exata com medo, excitação, desprezo e todas as emoções fugazes – transmitidas exatamente como são.

Além disso, o avanço desta tecnologia eliminaria a barreira do idioma. Tudo o que pensamos pode ser comunicado diretamente ao destinatário em qualquer idioma desejado.

O que a neurocomputação propõe para o futuro é ao mesmo tempo perturbador e intrigante, mas realmente não podemos impedir a evolução da tecnologia, nem podemos impedir o futuro.

Esperamos apenas que sejam instituídas medidas para mitigar os contras enquanto esperamos o melhor.