Rudolf Cole
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A DARPA, braço de pesquisa do Departamento de Defesa, está contratando cientistas para inventar maneiras de ler instantaneamente a mente dos soldados usando ferramentas como a engenharia genética do cérebro humano, nanotecnologia e feixes infravermelhos. O objetivo final? Armas controladas pelo pensamento, como enxames de drones que alguém envia aos céus com um único pensamento ou a capacidade de enviar imagens de um cérebro para outro.
Esta semana, a DARPA (Agência de Projetos de Pesquisa Avançada de Defesa) anunciou que seis equipes receberão financiamento no âmbito do programa Next-Generation Nonsurgical Neurotechnology (N3). Os participantes têm a tarefa de desenvolver tecnologia que fornecerá um canal bidirecional para comunicação rápida e contínua entre o cérebro humano e as máquinas, sem a necessidade de cirurgia.
"Imagine alguém 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. [Os 10 projetos mais legais da DARPA: de robôs humanóides a carros voadores]
"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 na qual posso interagir com qualquer um um sistema cibernético ou sistema físico. Portanto, talvez possamos melhorar a velocidade de interação. "
Isso pode ser crucial, já que máquinas inteligentes e uma onda gigantesca de dados ameaçam sobrecarregar os humanos e podem, em última instância, encontrar aplicações em domínios militares e civis, disse Robinson..
Avançando no controle da mente
Embora tenha havido avanços em nossa capacidade de ler e até mesmo escrever informações no cérebro, esses avanços geralmente dependiam de implantes cerebrais em pacientes, permitindo que os médicos monitorassem condições como a epilepsia.
A cirurgia cerebral é muito arriscada para justificar tais interfaces em pessoas saudáveis, entretanto; e as abordagens atuais de monitoramento cerebral externo, como eletroencefalografia (EEG) - em que os eletrodos são fixados diretamente no couro cabeludo - são muito imprecisas. Como tal, a DARPA está tentando estimular um avanço em interfaces cérebro-computador (BCIs) não invasivas ou minimamente invasivas.
A agência está interessada em sistemas que podem ler e escrever em 16 locais independentes em um pedaço de cérebro do tamanho de uma ervilha com um atraso de não mais de 50 milissegundos em quatro anos, disse Robinson, que não tem ilusões sobre a escala de o desafio.
"Quando você tenta capturar a atividade do cérebro através do crânio, é difícil saber de onde os sinais estão vindo e quando e onde os sinais estão sendo gerados", disse ele. "Portanto, o grande desafio é: podemos ultrapassar os limites absolutos de nossa resolução, tanto no espaço quanto no tempo?"
Ajustando geneticamente cérebros humanos
Para fazer isso, a equipe de Robinson planeja usar vírus modificados para entregar material genético às células - chamados de vetores virais - para inserir DNA em neurônios específicos que os farão produzir dois tipos de proteínas. [Discos voadores para o controle da mente: 22 segredos militares e da CIA desclassificados]
O primeiro tipo de proteína absorve luz quando um neurônio está disparando, o que torna possível detectar a atividade neural. Um fone de ouvido externo enviaria um feixe de luz infravermelha que pode passar pelo crânio e chegar ao cérebro. Detectores acoplados ao fone de ouvido medem o sinal minúsculo que é refletido do tecido cerebral para criar uma imagem do cérebro. Por causa da proteína, as áreas-alvo parecerão mais escuras (absorvendo luz) 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 possam ser magneticamente estimulados a disparar quando o fone de ouvido gerar 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 o de outra.
"Ser capaz de decodificar ou codificar experiências sensoriais é algo que entendemos relativamente bem", disse Robinson. "Na vanguarda da ciência, acho que estaríamos lá se tivéssemos a tecnologia para fazer isso."
Falando com drones
Um grupo do instituto de pesquisa sem fins lucrativos Battelle está assumindo um desafio mais ambicioso. O grupo quer permitir que humanos controlem 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 dispositivos mais ou menos unilaterais", disse o pesquisador Gaurav Sharma, que lidera a equipe. "Mas agora estamos pensando em uma pessoa controlando vários drones; e é bidirecional, então se o drone está se movendo para a esquerda, você recebe um sinal sensorial de volta em seu cérebro dizendo que ele está se movendo para a esquerda."
O plano do grupo conta com nanopartículas especialmente projetadas com núcleos magnéticos e camadas externas piezoelétricas, o que significa que as camadas podem converter energia mecânica em elétrica e vice-versa. As partículas serão injetadas ou administradas por via nasal, e os campos magnéticos as guiarão para neurônios específicos.
Quando um fone de ouvido especialmente projetado aplica um campo magnético aos neurônios-alvo, o núcleo magnético se move e exerce estresse na camada externa para gerar um impulso elétrico que faz o neurônio disparar. O processo também funciona ao contrário, com impulsos elétricos de neurônios disparados convertidos em minúsculos campos magnéticos que são captados por detectores no fone de ouvido.
Traduzir esse processo para controlar drones não será simples, admite Sharma, mas ele está saboreando o desafio que a DARPA apresentou. "O cérebro é a fronteira final da ciência médica", disse ele. "Nós entendemos tão pouco sobre isso, o que torna muito interessante fazer pesquisas nessa área."
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