13/06/2018

Sensações são editadas no cérebro usando holografia

Redação do Diário da Saúde
Holografia é usada para editar sensações no cérebro
Este é um holograma de exemplo com 50 neurônios alvo distribuídos aleatoriamente, abrangendo uma região de 500 micrômetros quadrados e 250 micrômetros de profundidade.[Imagem: Adesnik Lab/UC Berkeley]

Edição de sensações

Que tal se pudéssemos editar as sensações que sentimos? Por exemplo, dar um control-X (cortar) nas dores e um control-V (colar) com aromas de uma orquídea exótica ou visões de paisagens impossíveis, como uma galáxia ocupando todo o espaço do céu que você vê quando abre a janela à noite...

Ainda estamos longe de obter esses efeitos, mas neurocientistas anunciaram que já estão construindo o equipamento necessário para tornar tudo isso possível.

Para "injetar" as sensações no cérebro, eles estão usando projeção holográfica para ativar ou desativar de algumas dezenas a milhares de neurônios de uma só vez, centenas de vezes por segundo, copiando padrões reais de atividade cerebral para enganar o cérebro e fazê-lo acreditar que sentiu ou viu algo.

A holografia é um método de curvar e focalizar a luz para formar um padrão espacial tridimensional, mais ou menos como se uma imagem 3D estivesse flutuando no espaço. A diferença é que o holograma é projetado dentro do cérebro, e cada píxel da imagem é responsável por ler e ativar um neurônio.

O objetivo é ler a atividade neural constantemente e decidir, com base nessa atividade, quais conjuntos de neurônios devem ser ativados para simular o padrão e o ritmo de uma resposta cerebral real, para substituir sensações perdidas após danos nos nervos periféricos, por exemplo, ou para controlar uma prótese.

"Isso tem um potencial enorme para próteses neurais, uma vez que tem a precisão necessária para o cérebro interpretar o padrão de ativação. Se você puder ler e escrever a linguagem do cérebro, poderá falar com ele em seu próprio idioma e poderá interpretar a mensagem de forma muito melhor," disse o professor Alan Mardinly, da Universidade da Califórnia em Berkeley. "Este é um dos primeiros passos de um longo caminho para desenvolver uma tecnologia que poderá ser um implante cerebral virtual com sentidos adicionais ou sentidos aprimorados."

Projeção holográfica no cérebro

A equipe está usando uma técnica conhecida como optogenética, que já foi usada com êxito para gerar imagens da atividade cerebral e induzir movimentos musculares, tudo usando apenas luz.

Para isso, alguns milhares de neurônios na seção do cérebro sobre a qual se deseja atuar recebem uma proteína que, quando atingida por um flash de luz, ativa o neurônio, criando um breve pico de atividade. A novidade demonstrada pela equipe do professor Mardinly consiste em uma técnica para alvejar cada neurônio individualmente, o que torna a possibilidade de geração de estímulos muito mais seletiva e precisa.

Holografia é usada para editar sensações no cérebro
Outros neurocientistas estão apostando na telepatia artificial, que usará chips no cérebro para conectar as pessoas.
[Imagem: CC0 Public Domain/Pixabay]

Um holograma gerado por computador permite focalizar a luz neurônio por neurônio.

Neste experimento inicial, feito em camundongos, a imagem holográfica foi projetada em uma fina camada do tecido cerebral na superfície do córtex, com cerca de um décimo de milímetro de espessura.

"O principal avanço foi a capacidade de controlar os neurônios precisamente no espaço e no tempo," disse o pesquisador Nicolas Pegard, responsável pelos experimentos. "Em outras palavras, atirar nos conjuntos muito específicos de neurônios que você quer ativar e fazer isso na escala característica e na velocidade com que eles normalmente trabalham."

Implante de sensações

Os pesquisadores já testaram o protótipo nas áreas do cérebro associadas com o toque, visão e áreas motoras, enquanto os camundongos caminhavam em uma esteira com as cabeças devidamente imobilizadas para que o holograma acertasse seu alvo com precisão.

Embora não tenha sido registrada nenhuma mudança de comportamento nos animais conforme o cérebro era estimulado, Mardinly afirma que a atividade cerebral dos animais - que é medida em tempo real com imagens de dois fótons dos níveis de cálcio nos neurônios - mostra padrões similares a uma resposta a um estímulo sensorial. Com a verificação desses efeitos, a equipe agora está treinando os camundongos para que seja possível detectar mudanças de comportamento após a estimulação.

À medida que melhorarem sua tecnologia, os neurocientistas planejam começar a capturar padrões reais de atividade no córtex, para aprender a "linguagem do cérebro", e então reproduzir essas sensações e percepções em outros animais usando seu sistema holográfico.

Ainda não há previsão de quando essas técnicas poderão começar a ser testadas em seres humanos. Por isso, pelo menos por enquanto, pode ser melhor apostar nos sonhos lúcidos para experimentar novas sensações como as vislumbradas pela equipe.

 

Fonte: Diário da Saúde - www.diariodasaude.com.br

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