Como Musk ajudará os cegos a ver a “luz” novamente?

Nota do editor: Implantar dispositivos eletrônicos no cérebro não é mais um enredo de ficção científica. Várias tecnologias e casos tornaram-se gradualmente realidade, e a visão artificial é a próxima direção dos implantes cerebrais.

Não só a empresa de interface cérebro-computador de Musk, Neuralink, mas também institutos de investigação e empresas em todo o mundo estão a realizar experiências relacionadas para fornecer visão aos deficientes visuais através de implantes cerebrais.

Essas tecnologias são todas semelhantes: ignoram os globos oculares e os nervos ópticos e enviam sinais visuais diretamente ao cérebro por meio de eletrodos.

Embora esta tecnologia ainda esteja em seus estágios iniciais e a qualidade da imagem visual ainda seja relativamente difícil, ela sem dúvida traz “luz” ao grupo de deficientes visuais.

Aqui está o conteúdo compilado:

Salte sobre os olhos e recupere a luz

Brian Bussard tem 25 minúsculos chips em seu cérebro.

Instalados em fevereiro de 2022, os chips são um conjunto de dispositivos sem fio que fornecem visão básica para pessoas cegas, e Bussard é o primeiro participante nos testes dos dispositivos.

Bussard, 56 anos, perdeu a visão do olho esquerdo devido a um descolamento de retina aos 17 anos e ficou completamente cego do olho direito em 2016. “Foi a coisa mais difícil que já experimentei”, disse ele, e ele finalmente se adaptou à maneira de trabalhar no campo. Sobreviver no escuro.

Em 2021, Bussard ouviu falar de um experimento de prótese visual no Illinois Institute of Technology, em Chicago. Os pesquisadores alertaram-no de que o dispositivo era experimental e que era improvável que as habilidades visuais retornassem aos níveis anteriores.

Mesmo assim, Bussard optou por se inscrever. Agora, Bussard depende desses 25 pequenos chips para obter uma visão muito limitada. Ele pode perceber pessoas e objetos no mundo exterior através de pontos brancos e das cores do arco-íris.

Como um sinal na tela do radar.

Bussard é uma das poucas pessoas com deficiência visual no mundo que se arrisca a fazer uma cirurgia cerebral para obter uma prótese visual. Experiências semelhantes foram realizadas na Universidade Miguel Hernandez, em Elche, Espanha, onde os investigadores implantaram sistemas semelhantes em quatro pessoas.

Para compreender como estes dispositivos eletrónicos podem levar luz aos deficientes visuais, precisamos primeiro de compreender os princípios da imagem do globo ocular.

Quando a luz entra no olho, ela passa primeiro pela córnea e pelo cristalino, as camadas externa e intermediária do olho. Quando a luz atinge a retina na parte posterior do olho, células chamadas fotorreceptores a convertem em sinais elétricos que passam pela óptica. nervo. Transmitidos ao cérebro, o cérebro interpreta esses sinais elétricos nas imagens que vê.

A maioria das deficiências visuais é causada por danos na retina ou no nervo óptico, resultando na incapacidade dos olhos de se comunicarem adequadamente com o cérebro.

O princípio do implante é contornar completamente os olhos e o nervo óptico e enviar informações diretamente ao cérebro. Portanto, em teoria, é possível solucionar qualquer causa de cegueira por meio de implantes, seja doença ocular ou trauma.

A área específica do cérebro responsável pela comunicação com os olhos e pelo processamento das informações enviadas pelos globos oculares é chamada de córtex visual. Está localizada na parte posterior da cabeça e proporciona comodidade para dispositivos eletrônicos implantados.

Esses 25 chips são, na verdade, estimuladores miniaturizados que podem emitir correntes suaves. Cada chip tem aproximadamente o tamanho de uma borracha de lápis e contém 16 eletrodos minúsculos que são mais finos que um fio de cabelo. Cada eletrodo pode ser controlado individualmente. implantado em seu cérebro.

Um par de câmeras montadas nos óculos capturará o ambiente ao redor de Bussard. As imagens capturadas serão processadas por meio de um software especial e convertidas em comandos que se comunicam com a rede de chips implantada, ativando eletrodos específicos para estimular os neurônios.

Através desta estimulação, os neurônios produzem percepções visuais chamadas fosfenos, que aparecem como pontos de luz. E neste processo, a luz nunca chega realmente aos olhos.

Como os eletrodos estavam focados em apenas uma área do córtex visual, Bussard só conseguia ver os fosfenos no canto inferior esquerdo do seu campo de visão. Embora o efeito geral ainda esteja longe da restauração completa da visão, esses “fosfenos” melhoraram a capacidade de Bussard de navegar em uma sala e realizar tarefas básicas o suficiente para que ele agora possa escolher quatro objetos colocados sobre a mesa.

No estudo da Universidade de Elche Miguel Hernández, os experimentadores instalaram apenas um implante contendo 100 eletrodos, e o líder do experimento, Eduardo Fernández, disse que todos os quatro voluntários conseguiram identificar linhas, formas e letras simples.

Fernández disse que mais do que “restauração visual”, o objetivo atual desta tecnologia é melhorar a orientação e a mobilidade das pessoas com deficiência visual. Ele observou que um voluntário já conseguiu evitar obstáculos em uma esteira com tela de realidade virtual.

Como resultado, Fernández espera adicionar mais eléctrodos no futuro, aumentando o número de fosfenos e criando imagens mais detalhadas.

Xing Chen, professora assistente de oftalmologia na Universidade de Pittsburgh, concorda. Ela acredita que, para restaurar a visão, serão necessários centenas a milhares de eletrodos.

Philip Troyk, líder do experimento Bussard, acredita que o importante não é o número de eletrodos, mas a localização da implantação dos eletrodos. Implantar eletrodos mais distribuídos no córtex visual produzirá mais pontos de luz, mas isso significa uma cirurgia mais profunda.

Musk está confiante

Musk também anunciou no mês passado que o próximo passo para sua empresa de interface cérebro-computador Neuralink é o desenvolvimento do produto "Blindsight". É relatado que este produto é semelhante à solução que Bussard está usando, contornando completamente os olhos e o nervo óptico. e enviando sinais diretamente ao cérebro. O cérebro envia informações visuais.

Musk está confiante no Blindsight. Em março, Musk disse no X que o Blindsight já estava atacando macacos (nenhum dos macacos foi morto ou gravemente ferido no processo, acrescentou).

Ele também disse que, embora a resolução visual resultante seja baixa nesta fase inicial, poderá eventualmente exceder a visão humana normal.

Anteriormente, em novembro de 2022, Musk também afirmou que mesmo que uma pessoa nasça cega e nunca tenha visto, eles estão confiantes de que ela poderá recuperar a visão.

Além de Musk, também existem muitas empresas no mercado desenvolvendo equipamentos similares. A Cortigent, com sede na Califórnia, está trabalhando em um implante cerebral semelhante chamado Orion, que foi usado em seis pessoas com deficiência visual.

O caminho para a luz é longo e difícil

Para o atual nível de tecnologia e investigação, esta tecnologia ainda está numa fase muito inicial e ainda há muitos desafios a enfrentar.

O primeiro desafio é que os implantes precisam ser personalizados para cada receptor. O córtex visual de cada pessoa é um pouco diferente, portanto, o local onde os eletrodos são implantados e a quantidade de corrente que eles geram exigem experimentação e personalização.

Como estavam aplicando choques elétricos no cérebro, os experimentadores foram muito cautelosos quanto à magnitude da corrente. Se a corrente for muito grande, é fácil produzir efeitos colaterais como ataques epilépticos, dor e danos ao tecido cerebral. Se a corrente for muito pequena, os resultados de imagem ideais não poderão ser alcançados.

Outro obstáculo é a longevidade do dispositivo implantado. Para os experimentos em Pittsburgh e na Espanha, os pesquisadores usaram uma grade quadrada de 100 minúsculas agulhas de silício, cada uma com um eletrodo na ponta.

Este regime pode durar de meses a anos, mas o dispositivo pode parar de funcionar quando o tecido cicatricial se formar ao redor do implante e interferir na recepção de sinais dos neurônios próximos pelo dispositivo.

E a Neuralink está desenvolvendo eletrodos menores e mais flexíveis que podem penetrar no cérebro. O dispositivo atual da Neralink será colocado no crânio, com eletrodos de fio fino que se estendem até o tecido cerebral.

Chen concorda com a ideia de que eletrodos mais macios têm o potencial de prolongar a vida útil dos implantes, mas ainda não se sabe como isso realmente funcionará.

Também vale a pena discutir se a duração da cegueira afetará o funcionamento desses dispositivos. Um dos participantes do estudo espanhol era cego há 16 anos e Bussard era completamente cego há seis anos.

Chen acredita que a intervenção precoce é melhor, porque após anos de cegueira, o sistema visual irá deteriorar-se, mas ainda são necessárias pesquisas sistemáticas e provas.

Quanto às observações de Musk sobre a restauração da visão às pessoas que nasceram cegas, Fernández, da Espanha, não tem a certeza se isso é possível porque nunca foi testado. E, em teoria, as pessoas que nascem cegas nunca usaram o córtex visual do cérebro para processar informações visuais, e um córtex visual normal é um pré-requisito importante para que estes implantes atuais funcionem corretamente.

Por enquanto, Bussard só pode usar o implante de visão em laboratório porque os pesquisadores podem controlar a estimulação, mas os pesquisadores também estão desenvolvendo sistemas móveis que os futuros participantes poderão usar em casa.

No estudo espanhol, os participantes só terão os dispositivos implantados durante seis meses, após os quais serão removidos.

Atualmente, esta tecnologia ainda está em um estágio muito inicial e ainda há um longo caminho a percorrer antes de "restaurar a visão". No entanto, tanto Troyk quanto Musk do experimento Bussard acreditam que o propósito desse tipo de experimento não é apenas. para “restaurar a visão”, mas também para “restaurar a visão para explorar as possibilidades da visão artificial”.

Bussard sabia que não se beneficiaria muito com o experimento durante sua vida, mas disse:

Faço isso pelas gerações futuras.

Endereço original: https://www.wired.com/story/the-next-frontier-for-brain-implants-is-artificial-vision-neuralink-elon-musk/

Autor original: Emily Mullin

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