Surgiu o primeiro tweet do mundo “Written by Mind”. Qual é a distância de brincar com telefones celulares de cabeça?

"Olá Mundo!"

Isso é o que muitos iniciantes escreverão quando entrarem em contato com uma linguagem de programação.

É também a chave para um novo mundo para Phillip O'Keefe, um paciente de 62 anos com congelamento progressivo.

A doença do gelo gradual é uma doença neurodegenerativa progressiva e fatal. Eventualmente, o cérebro perderá completamente sua capacidade de controlar os movimentos voluntários.

Com a ajuda da interface cérebro-computador do Synchron, O'Keefe apenas "escreveu" a palavra com pensamentos e enviou sinais de comunicação simples, mas significativos para o mundo exterior.

Na outra extremidade da tela, ele se comportava como qualquer pessoa tocando com o dedo.

Tão natural quanto andar de bicicleta

A Synchron, fundada em 2017, é uma start-up do Vale do Silício na área de neurotecnologia, com foco em Brain Computer Interface (BCI).

O tweet "Hello world" foi postado em 23 de dezembro, quando O'Keefe assumiu a conta do Twitter do CEO da Synchron, Thomas Oxley por 30 minutos.

Além de dizer olá, O'Keefe também postou outro tweet, informando que não precisa usar teclado ou função de voz, e apenas "pensar" pode postar informações.

Synchron destacou que é a primeira vez que alguém fala diretamente nas redes sociais por meio da BCI, momento simbólico que abre as portas para que os pacientes se mantenham em contato com o mundo.

Em 2020, eles realizaram um estudo semelhante , e dois pacientes perceberam a digitação e o envio dos textos, mas não mostraram o processo para o público.

O milagre é o dispositivo Stentrode de interface cérebro-computador da Synchron – um pequeno conjunto de eletrodos do tipo stent implantado no cérebro através da veia jugular, permitindo que os pacientes "movam seus membros através do pensamento e controlem dispositivos externos sem fio".

Stentrode requer aproximadamente duas horas de cirurgia minimamente invasiva, que a empresa diz ser feita em um "kit de angiografia amplamente utilizado", semelhante à colocação de um stent no coração.

O'Keefe, o protagonista do experimento, foi diagnosticado com congelamento em 2015; em abril de 2020, ele começou a implantar a interface cérebro-computador do Synchron. A atividade cerebral é coletada por sensores nos vasos sanguíneos do cérebro e transmitida ao computador por meio do dispositivo de tórax.

Depois que o dispositivo é implantado, toque no tornozelo esquerdo para chamar "cliques do mouse"; o rastreamento ocular é usado para mover o cursor.

Naquela época, O'Keefe havia perdido muitas habilidades, pelo menos ele conseguia controlar a mão para mover o mouse e digitar lentamente.

Mas O'Keefe esperava há muito tempo que sua doença acabaria se desenvolvendo a ponto de ele não conseguir digitar, usar o mouse ou falar, e o uso de interfaces cérebro-computador aumentaria com o tempo.

Para pacientes que estão completamente imóveis, o dispositivo precisa interagir diretamente com o cérebro, não apenas rastrear os olhos ou colocar botões em uma cadeira de rodas.

Então, ele participou ativamente do último experimento, "caso contrário, ficarei furioso com o status quo".

Felizmente, todos ficaram felizes com os resultados. Recentemente, O'Keefe disse em um comunicado que a tecnologia mais recente trouxe a ele "muita independência":

Este sistema é surpreendente, requer prática como aprender a andar de bicicleta, mas assim que você começa a andar, torna-se muito natural. Agora, eu só quero clicar em onde no computador, e então posso enviar e-mails, fazer compras ou usar as redes sociais.

O CEO da Synchron, Thomas Oxley, disse que seu objetivo imediato é agir no córtex motor e, em última instância, esperar "alcançar a transmissão de dados para todo o cérebro".

O cérebro pode ser um sistema de dados

Em julho deste ano, a Synchron recebeu a aprovação regulatória da Food and Drug Administration (FDA) dos EUA e é atualmente a única empresa aprovada para um "ensaio clínico BCI de implante permanente".

Ao mesmo tempo, a corrida para desenvolver e testar implantes neurais está esquentando.

Em maio deste ano , a equipe de pesquisa da Universidade de Stanford combinou software de inteligência artificial e dispositivos de interface cérebro-computador para converter "caligrafia mental" em palavras e frases na tela – um paciente com paralisia se imagina escrevendo uma certa letra e implantando um sensor no cérebro Depois de receber os sinais, o algoritmo de inteligência artificial os transcreve para a tela do computador.

No estudo, um participante denominado T5 gerou texto a uma taxa de 90 caracteres (ou 18 palavras) por minuto. Quando solicitado a digitar frases de exemplo, a taxa de erro do personagem foi inferior a 1%; no jogo livre, a taxa de erro do personagem foi ligeiramente superior a 2%.

Já em 2007, T5 quase perdeu todas as funções motoras abaixo do pescoço devido à lesão da medula espinhal. Ele deixou a equipe de pesquisa entender que o cérebro ainda retém a capacidade de executar com precisão depois de mais de dez anos de silêncio corporal.

Em julho deste ano, a Paradromics, empresa de neurotecnologia fundada em 2015, arrecadou US $ 20 milhões . Os recursos serão usados ​​para aprimorar seu hardware Connexus, que é responsável por converter os sinais bioelétricos do cérebro em sinais digitais que os computadores podem entender.

Em termos simples, os quatro módulos no topo da cabeça transmitem dados para o quinto módulo implantado no crânio, que por sua vez transmite os dados para o sexto módulo sob a pele do tórax e, finalmente, transmite os dados sem fio para um portátil computador preso a uma cadeira de rodas.

Desta forma, a atividade cerebral é transformada em comandos operáveis, como mover o cursor do computador.Uma tecnologia predecessora foi testada com sucesso em ovelhas, e experimentos humanos serão aplicados no próximo ano.

Os paramédicos afirmam que uma de suas vantagens é o grande número de eletrodos, com o número de eletrodos em cada módulo chegando a 400, o que significa mais qualidade e quantidade de dados ideal. Matt Angle, CEO da Paradromics, acredita que o cérebro é um sistema de dados:

Depois de começar a perceber que a melhor maneira de descrever o cérebro é por meio de dados, você redefinirá muitas doenças clássicas e difíceis de tratar. Por exemplo, a solução biológica para a cegueira pode ser tentar regenerar a retina, enquanto nosso método é usar um computador para transmitir dados visuais para a parte direita do cérebro.

Neuralink, uma empresa de neurotecnologia fundada por Musk em 2016, lançou um chip driver de IA implantado no crânio.

Esse chip tem o tamanho de uma moeda e é conectado a um fio flexível ultrafino. Cada fio tem cerca de 5 mícrons de espessura, 20 vezes mais fino do que um fio de cabelo e contém um total de 1024 eletrodos, que são em forma de leque no cérebro.

Eletrodos leem a atividade cerebral ao sentir ou estimular neurônios e, em teoria, podem até escrever a atividade cerebral.

Compatível com o chip é um robô de precisão, que é responsável por implantar o chip e fios ultrafinos no cérebro, o que muitas vezes é difícil para mãos humanas alcançarem tal estabilidade. O processo de instalação leva apenas algumas horas, e uma pequena cicatriz é deixada no final.

Em abril deste ano, eles usaram esse chip em macacos. No vídeo de demonstração , o macaco tem um joystick conectado ao videogame. Ao mover o cursor com sucesso, pode provar o smoothie de banana.

Quando o macaco usa o joystick, o chip registra sua atividade cerebral e envia os dados de volta ao computador para analisar o que seu cérebro faz quando o macaco move a mão; em seguida, desativa o joystick, embora o macaco habitualmente controle o jogo com o joystick. Mas, na verdade, esse processo é totalmente realizado pela atividade neural decodificada.

Em teoria, a mesma tecnologia pode ser usada para controlar próteses – outro "joystick falho". Musk disse na época no Twitter que "isso permitirá que pessoas paralisadas usem smartphones mais rápido do que aqueles que usam polegares".

Uma maneira melhor de interagir com o cérebro

Musk, que recebeu os títulos de "palhaço, gênio e industrial" pelo "Times", também fez comentários malucos sobre o potencial da tecnologia de interface cérebro-computador:

Pode criar uma "simbiose" entre o cérebro humano e um computador; permitir que as pessoas "salvem e reproduzam memórias"; tratar paralisia, cegueira, perda de memória e outras doenças neurológicas; ativar a "visão sobre-humana" ou permitir que as pessoas liguem por telepatia Seu Tesla.

Mas a tecnologia de interface cérebro-computador ainda está em seus estágios iniciais e está longe da visão de Musk. Sua segurança em longo prazo precisa ser avaliada em mais pacientes, e há muitos desafios que precisam ser superados.

Em primeiro lugar, qualquer dispositivo de interface cérebro-computador apresenta riscos. Com o tempo, os eletrodos que entram no tecido podem causar inflamação. Os desenvolvedores estão estudando materiais que podem ser implantados no cérebro humano por um longo tempo sem se deteriorar ou causar infecção.

Os pesquisadores também estão procurando outras maneiras de capturar a atividade cerebral, como colocar sensores não invasivos no crânio ou nas orelhas, mas isso também aumenta a distância entre as células cerebrais e o sensor, o que afeta a resolução da gravação e quais pacientes pode fazer mais limitado.

Em segundo lugar, para realizar mais atividades, o chip que lê os dados precisa de velocidade mais rápida e resolução mais alta, o algoritmo para interpretar os dados precisa ser mais preciso e os fios precisam ser inseridos mais profundamente no cérebro.

O professor associado de neurobiologia, Dr. Jason Shepherd, certa vez apontou que algumas doenças neurodegenerativas são difíceis de resolver com as atuais interfaces cérebro-computador porque "comportamento, aprendizagem e memória complexos não são regulados apenas por uma área do cérebro".

Além disso, à medida que a interface cérebro-computador amadurece, algumas questões de segurança, privacidade e éticas inevitavelmente surgirão. Afinal, não é impossível em teoria implantar chips no cérebro humano para obter dados cerebrais brutos.

Atualmente, o trabalho mais recente em neurotecnologia é registrar o máximo possível de células ou regiões cerebrais para que os cientistas possam ler com mais precisão os sinais que suportam atividades como fala, andar e agarrar, e então converter esses registros neurais em instruções. Essas instruções, então, entre no equipamento do robô ou retorne ao sistema nervoso para produzir movimento, visão e até mesmo tato.

Uma tendência visível é que cada vez mais capitalistas de risco estão prestando atenção ao campo das interfaces cérebro-computador. Dados da empresa de análises PitchBook mostram que, a partir de julho, as startups de interface cérebro-computador arrecadaram US $ 132,8 milhões este ano, o que é um terço a mais do que a indústria arrecadou em todo o ano passado.

De acordo com o Business Insider, muitas empresas de neurociência estão entre o estágio de desenvolvimento e o estágio de aplicação. É muito cedo para falar sobre o estágio de desenvolvimento e ainda há muito trabalho a ser feito.

Pelo menos, as pessoas que foram privadas de suas habilidades atléticas por vários motivos podem ver a luz disso, desfrutar da conexão, esperança e liberdade trazidas pela tecnologia e, mais uma vez, digitar facilmente "Hello World".

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