A tecnologia para controlar um computador usando apenas seus pensamentos existia por décadas. No entanto, fizemos um progresso limitado em usá-lo para seu propósito original: ajudar pessoas com deficiências graves a se comunicarem. Até agora, isso é. Um novo estudo mostrou que uma tecnologia alternativa de interface cérebro-computador pode ajudar as pessoas com “síndrome travada” a falar com o mundo exterior. Até permitiu que os pacientes relatassem que estão felizes, apesar da condição.

Os estágios finais da condição degenerativa conhecida como esclerose lateral amiotrófica (ALS) ou doença do neurônio motor, deixa os pacientes em um estado completamente bloqueado. No final, eles não conseguem mover nenhuma parte de seus corpos, nem mesmo seus olhos, embora seus cérebros não sejam afetados. Mas os cientistas se esforçaram para usar a tecnologia de interface cérebro-computador que mede a atividade elétrica no cérebro para ajudá-los a se comunicar.

Uma razão para isso é que ainda não está claro o quanto esses sistemas convencionais de interface cérebro-computador dependem de sinais elétricos gerados pelo movimento dos músculos oculares. Uma portadora de ALS que usava uma interface cérebro-computador quando ainda conseguia mover os olhos perdeu sua capacidade de se comunicar através da tecnologia depois de ficar completamente bloqueado. Isso sugeriu que a maior parte da atividade elétrica registrada pelo computador estava relacionada a movimentos oculares involuntários que ocorriam quando ela pensava em algo e não nos próprios pensamentos.

Monitoramento de oxigênio

Para superar esse problema, um grupo internacional de pesquisadores usou uma maneira diferente de detectar a atividade neural que mede as mudanças na quantidade de oxigênio no cérebro, em vez de sinais elétricos. A pesquisa, publicada em PLOS Biologyenvolvia uma técnica conhecida como espectroscopia de infravermelho próximo funcional, que usa luz para medir mudanças nos níveis de oxigênio no sangue. Como as áreas do cérebro que são mais ativas em determinado momento consomem mais oxigênio, isso significa que você pode detectar padrões de atividade cerebral a partir de flutuações de oxigênio.

Esta técnica não é tão sensível aos movimentos musculares como os sistemas de eletroencefalografia (EEG) usados ​​para medir a atividade elétrica. Isso significa que o novo método pode ser usado para ajudar os portadores de ALS a se comunicar antes e depois de perderem toda a sua capacidade de se movimentarem, porque é mais provável que apenas registrem a atividade cerebral relacionada aos pensamentos.

O estudo envolveu quatro portadores de ALS, três dos quais não tinham sido capazes de se comunicar de forma confiável com seus cuidadores desde o 2014 (o último desde o início do 2015). Ao usar a nova tecnologia de interface cérebro-computador, eles conseguiram se comunicar de forma confiável com seus cuidadores e famílias durante um período de vários meses. Esta é a primeira vez que isso foi possível para pacientes bloqueados.

Os voluntários foram questionados sobre questões pessoais e gerais com respostas conhecidas de “sim” ou “não”. A interface cérebro-computador capturou suas respostas corretamente 70% do tempo, o que os pesquisadores argumentaram ser o suficiente para mostrar que eles não apenas registraram a resposta certa por acaso. Experiências similares usando o EEG não superaram esse limite no nível de chance.

Os pacientes também foram capazes de comunicar seus sentimentos sobre sua condição, e todos os quatro repetidamente responderam “sim” quando perguntados se estavam felizes ao longo de várias semanas. Um paciente foi questionado se ele concordaria que sua filha se casasse com seu namorado. Infelizmente para o casal, ele disse que não. Os voluntários continuaram usando o sistema em casa após o término do estudo.

Pesquisa inovadora

Como eu sei da minha própria pesquisa, trabalhar com pacientes completamente presos exige muito trabalho duro. Em particular, você não pode saber ao certo se o usuário entendeu como queremos que ele forneça uma resposta que possamos tentar detectar. Se um sistema que foi usado anteriormente para registrar a atividade cerebral de usuários saudáveis ​​não funciona com pacientes bloqueados, é comum supor que a pessoa, e não a máquina, é a culpada, o que pode não ser O caso. Além disso, há pressão adicional sobre os pesquisadores - da família do paciente e de si mesmos - para realizar o sonho de encontrar uma maneira de se comunicar com os voluntários.

Esses desafios destacam a conquista significativa do novo estudo. É uma pesquisa inovadora que poderia fornecer um novo caminho para o desenvolvimento de uma melhor tecnologia de interface cérebro-computador. Mesmo que o sistema, até o momento, apenas permita que pacientes bloqueados dêem respostas sim ou não, isso já representa uma grande melhoria na qualidade de vida.

O primeiro sistema de interface cérebro-computador foi projetado para permitir que os usuários com deficiência (embora não bloqueados) escrevessem palavras e assim comunicassem qualquer mensagem que desejassem, reconhecidamente através de processo lento e demorado. Portanto, é seguro assumir que a nova tecnologia é apenas o primeiro passo em direção a sistemas mais sofisticados que permitiriam a comunicação bidirecional gratuita, não baseada em perguntas simples.

Talvez mais importante, a tecnologia já restaurou as capacidades de comunicação de quatro pessoas que ficaram mudas por anos. Imagine como esses pacientes e suas famílias devem ter se sentido quando finalmente conseguiram “falar” novamente. Apesar dos desafios na pesquisa de interface cérebro-computador, resultados como esse são o que nos fazem continuar.

Sobre o autor

Ana Matran-Fernandez, pesquisadora de pós-doutorado, Universidade de Essex

Este artigo foi originalmente publicado em A Conversação. Leia o artigo original.

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