Ciêncais – Cérebro conectados

Cientistas norte-americanos colocam pesquisas de comunicação entre cérebros em novo patamar ao fazerem experimento com humanos. No estudo, pesquisador moveu o braço de colega pelo pensamento via internet sem fio.

Cérebros conectados

Rajesh Rao imaginou que movia sua mão para pressionar o teclado de um computador e Andrea Stocco cumpriu o comando, movendo sua mão direita. (foto: Universidade de Washington)
A ciência tem mostrado que transmissão de pensamento é cada vez menos um tema de ficção. Depois que pesquisadores norte-americanos e brasileiros conectaram os cérebros de dois ratos,  foi a vez de cientistas da Universidade de Washington, nos Estados Unidos, repetirem a façanha com humanos.
Por meio de um experimento que vem sendo chamado de “primeira interface cérebro humano-humano”, os pesquisadores conseguiram fazer com que um deles movesse a mão direita e pressionasse um teclado sob os comandos cerebrais de outro, localizado há quilômetros de distância.[ad name=”Retangulo – Anuncios – Direita”]
Para isso, eles usaram apenas uma máquina de eletroencefalografia (peça comum em qualquer consultório neurológico), um dispositivo de estímulo magnético (usado para tratamento de doenças psiquiátricas) e internet sem fio.
O cientista responsável por transmitir o comando, o engenheiro de computação Rajesh Rao, teve sua cabeça coberta com eletrodos ligados à máquina de eletroencefalografia, que capta os sinais elétricos cerebrais.
Do outro lado do campus da universidade, o psicólogo Andrea Stocco teve um aparelho de estímulo magnético cuidadosamente preso do lado esquerdo de seu cocuruto, na região precisa correspondente ao córtex motor direito – que curiosamente é a parte do cérebro que comanda a mão direita.
Toda essa preparação tinha a finalidade de tornar possível que Rao, o transmissor, jogasse um jogo de computador pelas mãos de Stocco, o receptor. O objetivo do jogo era defender uma cidade de um ataque pirata disparando um canhão ao apertar a teclaenter.
Infográfico
O esquema mostra cada etapa do experimento. (foto: Universidade de Washington)
Rao apenas imaginou que movia sua mão no teclado para disparar fogo. Nesse momento, o sinal elétrico de seu cérebro captado pelo eletroencefalograma foi transmitido por internet sem fio até o dispositivo acoplado a Stocco.
O aparelho então disparou um estímulo magnético no cérebro, fazendo com que sua mão se movesse contra sua vontade e lançasse fogo no navio pirata do joguinho.
“Senti meu dedo se movendo sem ter consciência disso, foi como um tique nervoso”, descreve Stocco.
Para atingir o feito, foram necessários anos de estudo. O maior desafio foi encontrar a região precisa do cérebro responsável pelo movimento da mão direita e, em seguida, dosar o estímulo para obter o movimento de dedo adequado.
A neurocientista Chatel Prat, que também integra a equipe que conduziu o experimento, conta à CH On-line que somente para a primeira etapa foram cinco anos de pesquisa.
Stocco: “Senti meu dedo se movendo sem ter consciência disso, foi como um tique nervoso”.
“Precisamos de muita prática até encontrar a estimulação mínima necessária para gerar um sinal cerebral capaz de mover o músculo do dedo”, diz. “Experimentamos (e brincamos) com diferentes configurações até encontrar a mais precisa e confortável.”
A declaração da cientista pode levar a pensar que a escolha de um jogo para o experimento foi apenas pela diversão. No entanto, o jogo teve um propósito: garantir que o sinal enviado pelo transmissor fosse intencional e não arbitrário.
“Sabendo o momento em que o canhão deveria ser disparado, pudemos garantir que o sinal enviado foi intencional”, explica Prat. “O jogo capitalizou o tipo de efeito que queríamos ter no receptor, permitindo que dois sujeitos colaborassem para desempenhar uma tarefa on-line.”

Mais do mesmo?

O neurocientista brasileiro Miguel Nicolelis, que comandou o experimento em que um rato transmitiu informação para o cérebro de outro, disse não estar surpreso com o novo feito. “O que eles fizeram não foi uma verdadeira interface cérebro-cérebro com comunicação entre duas pessoas, mas apenas uma via de mão única”, diz à CH On-line.
“É muito cedo para declarar vitória na criação de uma interface humana de verdade.”
Nicolelis: “É muito cedo para declarar vitória na criação de uma interface humana de verdade”
Prat não chega a exaltar a pesquisa de sua equipe, mas destaca que o grande diferencial do experimento foi usar técnicas não invasivas para conectar os cérebros – diferentemente do que faz Nicolelis, que usa eletrodos implantados cirurgicamente no cérebro dos ratos.
“Em termos de avanço científico, o que fizemos foi criar uma nova forma de usar tecnologias que já funcionam bem independentemente”, diz a neurocientista.“O maior diferencial é que podemos implantar nossa técnica em humanos que estão cientes do seu coenvolvimento e colaboração para resolver uma tarefa complexa.”

Possibilidades futuras

A cientista acredita que a verdadeira comunicação entre cérebros, em que haja uma transmissão de pensamentos consciente por ambas as partes, ainda está longe da realidade. “Vemos essa possibilidade como uma área excitante de pesquisa no futuro, mas para isso precisamos tanto de avanços na engenharia quanto na neurociência”, afirma.
Elo mental
Apesar do sucesso do experimento, os pesquisadores ressaltam que a comunicação real entre cérebros (habilidade do personagem Spock, de ‘Jornada nas estrelas’) ainda está longe da realidade. (foto: reprodução)
Apesar disso, Prat e sua equipe já sonham com as possíveis aplicações de seu trabalho no futuro. Uma delas seria usar a técnica no treino e no controle remoto de pessoas em situações que exigem movimentos motores complexos, como conduzir uma cirurgia.
A ligação cérebro-cérebro também poderia ser usada para transferir conhecimentos complexos e para ajudar na reabilitação de pessoas com deficiências neurológicas. “Com a interface poderíamos ensinar ideias difíceis de expressar pela linguagem, como conceitos matemáticos, e até – o que me comove mais – prover o controle motor adequado a pacientes com danos cerebrais, reescrevendo seus circuitos neurais pela prática”, comenta Prat.

No controle

Por mais promissoras que sejam suas aplicações futuras, a experiência abre margem para questionamentos sobre o controle indevido sobre o outro. Não é difícil imaginar que a técnica possa ser usada para controlar pessoas a distância em situações escusas.
Prat: “Se alguém quisesse forçar outra pessoa a se comportar de certo modo contra sua vontade, seria muito mais fácil usar uma arma para ameaçá-la”
Prat acredita, no entanto, que um cenário como esse requereria uma supertecnologia. “Não consigo imaginar uma situação em que nossa técnica pudesse ser usada para o mal que não demandasse elementos tecnológicos e científicos muito mais avançados do que os necessários para os cenários bons que imaginamos”, diz.
A cientista ressalta ainda que seria difícil que a pessoa supostamente controlada não soubesse da interferência. “A participação voluntária é absolutamente necessária, pois não existe mecanismo para interferir no cérebro de alguém sem que a pessoa esteja conectada a um grande dispositivo de estímulo magnético”, comenta.
“Além do mais, se alguém quisesse forçar outra pessoa a se comportar de certo modo contra sua vontade, seria muito mais fácil usar uma arma para ameaçá-la do que usar essa cara e pouco desenvolvida tecnologia.”
Via Ciência Hoje

Neurociência: Lembranças apagadas pelo Alzheimer podem ser recuperadas

Experiência com ratos resgata sua memória perdida com rajadas de luz no cérebro.

Uma rata com um implante optogenético.
Uma rata com um implante optogenético.
Existem poucas coisas mais tristes na vida do que comprovar que sua mãe não se lembra quem é você. Por volta de 47 milhões de pessoas, multidão do tamanho da população da Espanha, sofrem de demência no mundo.

E o Mal de Alzheimer, caracterizado pela deterioração da memória e do intelecto, está por trás de 70% dos casos.

Um novo estudo oferece agora um pouco de esperança aos pacientes e suas famílias. Seus resultados sugerem que, pelo menos nas primeiras etapas do Alzheimer, as recordações não desapareceram dos cérebros dos afetados. Continuam ali. Sua mãe doente tem arquivada na cabeça sua data de aniversário, o problema é o sistema de acesso à memória.[ad name=”Retangulo – Anuncios – Direita”]

Os autores do estudo, liderados pelo prêmio Nobel Susumu Tonegawa, realizaram uma experiência ousada. Pegaram dois grupos de ratos – um são e outro modificado geneticamente para sofrer as primeiras fases do Alzheimer – e os colocaram em um habitáculo cujo solo soltava descargas elétricas de acordo com a programação dos pesquisadores. Todos os roedores mostraram sintomas de medo quando eram recolocados na mesma câmara uma hora depois. Mas quando repetiam a ação dias depois, somente os ratos sãos mostravam temor. Os roedores com Alzheimer haviam se esquecido dos choques.

A técnica, que requer a abertura do crânio, jamais foi utilizada em seres humanos

A segunda parte do ensaio foi mais sofisticada. Entrou em jogo a optogenética, uma técnica que inserta, mediante vírus, genes de algas sensíveis à luz nos cérebros dos ratos. Uma vez nos neurônios, os genes produzem uma proteína capaz de ativar e desativar cada célula em função de rajadas a laser de luz enviadas pelos pesquisadores. A técnica, que requer a abertura do crânio, jamais foi utilizada em seres humanos.

A equipe de Tonegawa observou a mudança do hipocampo dos ratos, uma das áreas do cérebro relacionadas com a memória. Detectaram ali os engramas envolvidos: as estruturas neuronais que sofrem mudanças bioquímicas durante uma experiência e são reativadas ao relembrá-la. Ao marcar essas células concretas e iluminá-las com rajadas de luz, os ratos com Alzheimer voltaram a se lembrar da descarga elétrica. “O importante disso é que é uma prova de conceito. Mesmo que uma recordação pareça ter se apagado, ainda continua ali. O problema é como recuperá-la”, resume Tonegawa, diretor do centro RIKEN-MIT para a Genética do Circuito Neural, em Cambridge (EUA), em um comunicado.

A recuperação das lembranças dos ratos, entretanto, acabou quando as luzes foram apagadas. Os pesquisadores deram então outro passo. Em condições normais, o medo é gravado mediante o reforço das conexões entre os neurônios do giro denteado e os do córtex entorrinal, outra região do cérebro localizada atrás da têmpora. O grupo de Tonegawa conseguiu esse mesmo efeito com reiterados pulsos de luz lançados de forma muito específica em pontos dessa região cerebral dos roedores com Alzheimer. Os animais recuperaram sua memória a longo prazo até chegar ao mesmo nível dos ratos sãos. Seus resultados foram publicados na quarta-feira na revista Nature.

Mesmo que uma recordação pareça ter se apagado, ainda continua ali. O problema é como recuperá-la

A experiência, entretanto, não funcionou quando os cientistas lançaram rajadas grossas de luz de forma indiscriminada no giro denteado. Só obtiveram sucesso ao dirigir as rajadas aos circuitos neuronais realmente envolvidos na gravação da lembrança no cérebro. Os neurônios iluminados recuperaram a densidade de suas espinhas dendríticas, prolongações associadas à memória cujo número se reduz à medida que o Alzheimer avança.

“Com base nesses resultados, acreditamos que as recordações ainda estão armazenadas no cérebro durante as fases iniciais do Mal de Alzheimer”, frisa o jovem neurocientista Dheeraj Roy, pesquisador do Instituto de Tecnologia de Massachusetts (MIT) e principal autor do estudo.

Roy reconhece as limitações de seus resultados, uma vez que a optogenética, muito invasiva, ainda não é autorizada para seu uso em humanos. “No futuro, poderemos tentar a utilização de alguma variante da estimulação cerebral profunda, já que é uma terapia aprovada para vários transtornos, e desenvolver fármacos que possam conseguir resultados semelhantes”, especula. A estimulação cerebral profunda é utilizada para aliviar os sintomas do Parkinson e consiste em um dispositivo implantado cirurgicamente que estimula com eletricidade áreas cerebrais concretas. Sua precisão está bem distante da conseguida com a optogenética.

Será possível então que no futuro uma avó com Alzheimer se lembre do nome de sua filha com a iluminação de seus neurônios? “Com certeza, teoricamente seria possível ativar diretamente os bloqueios neuronais do hipocampo em pacientes com Alzheimer inicial e recuperar suas memórias supostamente perdidas”, diz Roy. “Na prática, todos os pesquisadores da comunidade neurocientífica precisarão trabalhar juntos para conseguir tamanho feito nos seres humanos”, afirma.
Manuel Asende/El País

Guerra contra o cérebro

O cérebro: prova de evolução, mas não para todos

Um grupo de neurocientistas está convicto de que a mente é algo imaterial, que está além do cérebro e que seria o lugar da consciência das forças sobrenaturais.

Reunidos em simpósio, alguns deles classificaram o momento como uma “guerra cultural”, isto é, uma disputa decisiva entre pesquisadores materialistas, que são os bandidos, e os pesquisadores não-materialistas, que são os mocinhos.

Segundo a New Scientist, o movimento não-materialista está tentando ressuscitar o dualismo cartesiano, idéia segundo a qual cérebro e mente são coisas fundamentalmente distintas. O objetivo é colocar a ciência a serviço da busca pela alma.

Cientistas desse grupo assinaram um manifesto chamado “Dissensão científica do darwinismo”, em que sustentam a tese do “design inteligente” – que tem no presidente Bush um de seus maiores entusiastas e que sugere que a vida é complexa demais para ser explicada somente pela evolução.


[ad name=”Retangulo – Anuncios – Duplo”]

Copa 2014: A metáfora do exoesqueleto

Ciências Homo Sapiens Blog do MesquitaNa sexta-feira (13/6) o Brasil amanheceu com a alma lavada pela vitória de sua equipe de futebol no jogo inaugural da Copa do Mundo. A imprensa reconhece a ocorrência de um gol ilegítimo, nascido do pênalti imaginado pelo árbitro da partida, mas oferece análises ao mesmo tempo ponderadas e apaixonadas sobre o desempenho da seleção nacional.

Paralelamente, há descrições detalhadas sobre o entorno do espetáculo, com tentativas de protestos que não chegaram a prejudicar o movimento dos privilegiados que conseguiram um ingresso ou dos milhões que se reuniram para acompanhar o jogo diante da TV.

Fica claro que, desde o apito inicial, a maioria da população deixou de lado o mau humor fabricado massivamente pela imprensa nos últimos meses e se concentrou no que agora é essencial: sim, havemos Copa. Os pequenos grupos que insistiram em caminhar contra a corrente foram isolados e, em algumas cidades, hostilizados pelos torcedores.

Assim como os ocupantes da área VIP do estádio, que tomaram a iniciativa de vaiar a presidente da República e os representantes da Fifa, os objetores parecem ter se deslocado do conjunto social que se aglomera de olho na bola para algum lugar externo à festa.

A circunstância oferece uma oportunidade para refletir sobre a duplicidade presente nos grandes eventos midiáticos: o dentro e o fora do espetáculo. São muitos os casos de pessoas que, antes da abertura da Copa, gritavam sua rejeição ao sentimento de nacionalidade, com expressões típicas do “viralatismo” ideológico, e que, ao rolar a bola, se transformaram em fanáticos torcedores.

Mas talvez não haja melhor metáfora para essa dicotomia dentro-fora do que a apresentação do ex-atleta paraplégico que deveria exibir pela primeira vez em público o exoesqueleto criado pelo cientista Miguel Nicolelis e sua equipe.

A celebrada experiência conduzida por Nicolelis, que prometia fazer o jovem andar com a ajuda de um complicado aparelho ortopédico movido por ondas cerebrais, passou despercebida pela maioria dos espectadores que, na arena do Corinthians ou diante das telas, acompanhavam a festa de abertura da Copa do Mundo.

Num canto do gramado coberto, o jovem que envergava a armadura eletrônica produziu um discreto movimento com a perna direita, fazendo a bola rolar por uma rampa.

De fora para dentro

Essa cena deveria ser a expressão mais espetaculosa e a consagração pública do projeto que custou, até aqui, cerca de R$ 30 milhões. No contexto do espetáculo, a experiência equivale a quase nada, porque a imagem, por si, nada esclarece. Comparado à expectativa que se criou em torno do experimento, alardeado meses antes pela imprensa, foi um fracasso em termos de comunicação. A falta de explicações sobre como a coisa funciona, na narrativa dos locutores da televisão, esvaziou o interesse do público.[ad name=”Retangulo – Anuncios – Direita”]

A ideia de fazer pessoas com paralisia recobrarem o controle de seus movimentos por meio de um aparelho que tenta realizar, por fora do corpo, as funções do esqueleto e do sistema nervoso, tem provocado polêmicas no mundo científico. Além disso, o excesso de exposição do coordenador do projeto acabou por transformá-lo em celebridade midiática e, como sabem muito bem os estudiosos da mídia, a condição de celebridade costuma encobrir todas as qualificações anteriores do personagem: o público passa a reconhecer a figura, mas seus méritos anteriores ficam em segundo plano.

Pode-se dizer que, quanto mais famoso fica o cientista, menor será o valor que lhe será dado como cientista. Na TV Globo, a emissora com a maior audiência, o narrador Galvão Bueno tinha um de seus ataques de verborragia quando a cena aconteceu, e se viu alertado pela direção a chamar a imagem de volta para fazer sobre ela um emocionado improviso. E, em vez do grand finale anunciado por meses, aquilo que deveria ser o coroamento de uma suposta conquista científica se perdeu no meio da festa.

O episódio, pinçado pelo observador no meio do extenso e intenso conjunto de notícias e opiniões que acompanham a abertura da Copa do Mundo no Brasil, serve como ilustração da circunstância em que se encontra a mídia tradicional no contexto da sociedade hipermediada.

Desprendida do núcleo da sociedade a que deveria servir, a mídia funciona como um esqueleto exterior ao corpo social, tentando fazer com que o organismo caminhe na direção que ela deseja. A relação da imprensa com o público lembra aqueles programas de auditório, onde assistentes erguem placas para a plateia, dizendo: “palmas”, “gritos”, “gargalhadas”. Agora, “festa”, “vaias”, “inflação”, “proteste”, “vote neste candidato”.

Mas não existe exoesqueleto capaz de fazer a sociedade andar numa mesma direção.
Por Luciano Martins Costa/Observatório da Imprensa

Cérebro de rato controla carro

Pesquisadores da Universidade de Tóquio desenvolveram o Universidade de Tóquio, para descobrir se ratos podem controlar um veículo com os sinais cerebrais que movem suas patas.

Foto: Universidade de Tóquio/Divulgação

Segundo o blog Automaton, os cientistas esperam que a tecnologia possa ajudar pessoas com deficiências físicas.

O RatCat usa eletrodos neurais implantados diretamente no córtex motor dos cérebros dos roedores.

Os ratos são treinados primeiramente com os motores do equipamento desligados, e se locomovem com as próprias patas.

Nessa fase, o sistema tenta “aprender” a correlação entre os sinais cerebrais e o movimento.

Num segundo momento, os ratos são suspensos para que suas patas toquem levemente o solo, e os motores são ligados.

“Seis em cada oito ratos se adaptaram bem ao carro”, informou o blog, hospedado no site da Spectrum, publicação do Instituto de Engenheiros Eletricistas e Eletrônicos (IEEE).

Os pesquisadores ainda trabalham para determinar em que grau os ratos realmente controlam o carro.

Por Renato Cruz/O Estado de S.Paulo


[ad#Retangulo – Anuncios – Duplo]