Projecto

O cérebro é extremamente complexo. Existem cerca de 100 mil milhões de neurónios no cérebro humano. Cada um está constantemente a enviar e receber sinais através de uma complexa rede de conexões. Existem também alguns processos químicos envolvidos que os EEGs (Electroencefalogramas) não conseguem captar. O sinal é fraco e sujeito a interferências. Os EEGs medem apenas pequenos potenciais eléctricos. Algo tão simples como um piscar de olhos pode gerar sinais muito mais fortes.
Um dos grandes desafios enfrentados actualmente pelos investigadores das ICM (Interface Cérebro-Máquina) é o mecanismo básico da própria interface. O método mais simples e menos invasivo é um conjunto de eléctrodos – conhecido como electroencefalograma (EEG) – aplicado no couro cabeludo, os eléctrodos captam os impulsos cerebrais. No entanto, o crânio bloqueia muitos dos sinais eléctricos e distorce o que passa por ele. Para conseguir um sinal com melhor resolução, os cientistas devem implantar os eléctrodos directamente na matéria cinzenta do próprio cérebro , ou na superfície do mesmo, sob o crânio. Isso permite uma melhor recepção dos sinais elétricos e a implantação dos eléctrodos na área específica do cérebro onde os sinais correspondentes são gerados. No entanto, esse método apresenta diversos problemas já que ele requer uma cirurgia invasiva para a colocação dos eletrodos. Além disso, dispositivos deixados no cérebro por muito tempo tendem a causar a formação de cicatrizes na matéria cinzenta. Essas cicatrizes também bloqueiam os sinais.
Independentemente da localização dos eléctrodos, o mecanismo básico é o mesmo: os sensores medem as diferenças de voltagem entre os neurónios. O sinal é então ampliado e filtrado. Nos sistemas atuais da ICM, tudo isto é interpretado por um programa de computador. Outra forma de medir a atividade cerebral é através de uma Ressonância Magnética (RM). O aparelho de RM é um equipamento enorme e complicado. Este produz imagens de alta resolução da atividade cerebral, mas pode ser usado como parte de uma BCI permanente ou semi permanente. Os pesquisadores usam este método para definir os pontos de referência de certas atividades cerebrais e determinar a localização dos eléctrodos no cérebro a fim de medir uma determinada função.A "Neural Signal" está desenvolvendo uma tecnologia para restabelecer a fala de pessoas deficientes. Um implante numa área do cérebro associada com a fala (área de Broca) transmitiria sinais a um computador e, depois, a um microfone. Com treino, a pessoa pode aprender a pensar em cada um dos 39 fonemas do idioma inglês e reconstituir a fala através de um computador e de um microfone. A NASA tem investigado um sistema semelhante que interpreta os sinais eléctricos dos nervos na zona da boca e da garganta, em vez de fazê-lo diretamente a partir do cérebro. Eles tiveram sucesso ao realizarem uma busca "digitando" mentalmente as siglas "NASA" no Google. 
A "Cyberkinetics Neurotechnology Systems" comercializou o "BrainGate", um sistema de interface neural que permite que pessoas com deficiências controlem cadeiras de rodas, próteses mecânicas ou cursores de computador. Pesquisadores japoneses desenvolveram uma ICM - Interface Cérebro-Máquina - preliminar que permite que o utilizador controle seu avatar no mundo virtual: "Second Life".

O aumento da capacidade dos computadores aliado ao nosso conhecimento sobre o cérebro humano, faz com que a ficção científica esteja cada vez mais perto da realidade. Pense na possibilidade de manipular uma pessoa ou uma máquina recorrendo apenas a um simples pensamento. Isto não seria apenas útil para indivíduos com deficiências motoras (através de uma interface cérebro-computador) mas poderia ser um enorme avanço tecnológico. Neste artigo, irá ser abordado o funcionamento e também as limitações da BCI (Brain Computer Interface, inglês para interface cérebro-computador), bem como os seus possíveis usos no futuro.

A BCI funciona de acordo com o trabalho do nosso cérebro. O cérebro humano é uma rede complexa composta por neurónios, cada vez que realizamos alguma acção os nossos neurónios estão a trabalhar. Este trabalho é realizado devido a emissão de impulsos nervosos que são transmitidos de célula nervosa em célula nervosa a uma velocidade de 111,75 m/s. Esses impulsos são gerados devido a uma diferença de potencial eléctrico causada pelos iões que estão presentes na membrana de cada neurónio.

Apesar dos caminhos percorridos pelos impulsos eléctricos estarem rodeados por uma substância chamada mielina (que promove uma condução mais rápida do impulso), alguns deles escapam. Os cientistas conseguem encontrar esses sinais, através da variação de voltagem, interpretar os seus significados e usá-los para executar algumas acções, utilizando apenas o pensamento. Por exemplo, os investigadores poderiam descobrir quais os impulsos que são enviados ao cérebro pelo nervo óptico quando uma pessoa vê um determinado objecto. Assim, poder-se-ia construir uma máquina que envia-se esses sinais a uma pessoa cega fazendo com que esta visse o objecto.

Um dos maiores desafios enfrentados pelos investigadores da BCI é o seu próprio mecanismo básico. O método mais simples e menos invasivo é o electroencefalograma, onde se utiliza um conjunto de eléctrodos que são aplicados no couro cabeludo para ler os impulsos nervosos do cérebro. No entanto, o crânio inibe muitos dos sinais eléctricos e distorce a informação.

Para obter melhores resultados que estes, os cientistas decidiram implantar os eléctrodos directamente no cérebro, ou na sua superfície (sob o crânio). Isto permitiu-lhes uma melhor recepção dos impulsos nervosos e também a implantação destes em áreas específicas.