sexta-feira, dezembro 07, 2007

Lendo Pensamentos Para Decifrar a Visão

KurzweilAI.Net e University of Leicester

Seguindo uma pesquisa pioneira mostrando que os neurônios no cérebro humano respondem de uma maneira abstrata para objetos específicos ou indivíduos, pesquisadores da Universidade de Leicester descobriram agora que a partir do disparo deste tipo de neurônio eles podem dizer o que uma pessoa esta realmente vendo.

A pesquisa original do Dr R Quian Quiroga, do Departamento de Engenharia da Universidade mostrou que um neurônio dispara para, por exemplo, Jennifer Aniston, outro para Halle Berry, outro para a Sydney Opera House, etc.

As respostas foram abstratas. Por exemplo, o neurônio disparando para Halle Berry respondeu a várias fotografias diferentes dela e mesmo para as cartas em seu nome, mas não para as outras pessoas ou nomes.

Este resultado, foi publicado na Nature em 2005 e selecionado como uma das histórias científicas top do ano pelo Discover Magazine, foi oriundo de pacientes sofrendo de epilepsia. Como candidatos a cirurgia de epilepsia eles tiveram implantados eletrodos intracranianos para determinar tão preciso quanto possível as áreas aonde os espasmos se originavam. A partir dai, os clínicos podiam avaliar o potencial advindo de uma cirurgia corretiva.

A última pesquisa do Dr Quian Quiroga, mostrada no Journal of Neurophysiology, seguiu-se a estes resultados.

Dr Quian Quiroga explicou: “Por exemplo, se o 'neurônio Jennifer Aniston' aumenta seu disparo então podemos predizer que o sujeito esta vendo Jennifer Aniston. Se o 'neurônio Halle Berry ' dispara, então podemos predizer que o sujeito está vendo Halle Berry, e assim por diante."

“Para fazer isto, usamos um 'algoritmo decodificador' o qual é um método matemático para inferir o estímulo do disparo do neurônio. Precisamos também otimizar nossos registros e ferramentas de processamento de dados para registrar simultaneamente tantos neurônios quanto possíveis. Atualmente somos capazes de registrar até 100 neurônios no cérebro humano."

“Nestes experimentos apresentamos um grande bando de dados de fotografias e descobrimos que podemos predizer qual fotografia o sujeito está vendo muito acima do acaso. Assim, em outras palavras, podemos ler o pensamento humano a partir da atividade dos neurônios."

“Uma vez que atingimos este ponto, nos indagamos então quais são as características mais fundamentais dos neurônios que nos permitem fazer esta predição. Isto nos deu a oportunidade de estudar os princípios básicos do código neural i.e. como a informação é armazenada pelo neurônio no cérebro."

“Por exemplo, descobrimos que existe uma janela de tempo muito limitada no disparo do neurônio que contém a maioria das informações usadas para esta predição. Curiosamente, os neurônios disparam apenas 4 picos durante esta janela de tempo. Assim, em outras palavras, somente 4 picos de uns poucos neurônios já estão nos dizendo o que o paciente está vendo.”

Aplicações potenciais desta descoberta incluem o desenvolvimento de equipamentos prostéticos neurais para uso em pacientes paralíticos ou amputados. Um paciente com uma lesão na coluna vertebral ( como o finado Christopher Reeves), pode ainda pensar em alcançar uma chícara de chá com seus braço, mas esta ordem não é transmitida para os músculos.

A idéia de Próteses Neurais é que estes comandos sejam lidos diretamente do cérebro e transmitidos para equipamentos biônicos tais como um braço robótico que o paciente possa controlar diretamente do cérebro.

O trabalho do Dr. Quian Quiroga mostrando que é possível ler sinais do cérebro é um bom passo nesta direção. Mas existem questões clínicas e éticas que precisam ser resolvidas antes que os aparelhos Prostéticos Neurais possam ser usados em seres humanos.

Particularmente, isto envolveria uma cirurgia invasiva que teria que ser justificada por uma clara melhora para o paciente, antes que ela possa ser assumida.