As interfaces do tipo cérebro-máquina (ICMs) ou interfaces cérebro-computador (ICC) são um campo multidisciplinar que desenvolvem estudos para capacitar indivíduos incapazes de realizar movimentos a se conectarem a dispositivos auxiliares externos usando a eletroencefalografia (EEG) ou outras técnicas de registro de sinais cerebrais.
Estes estudos não são recentes, a história das interfaces cérebro-computador começa com Hans Berger, com a descoberta da atividade elétrica no cérebro humano e o desenvolvimento da electroencefalografia (EEG), em 1924, quando foi o primeiro a registrar atividade cerebral humana utilizando EEG. O próprio termo BCI (Brain Computer-Interface), que em português traduzimos como ICM ou ICC, já citado anteriormente, surgiu na década de 70, através de Jaques Vidal, professor da UCLA (University of California at Los Angeles), que o introduziu nas suas publicações científicas da época, com os estudos sobre o controle não-invasivo, utilizando EEG, de um objeto gráfico semelhante a um cursor em uma tela de computador, realizando movimentos em um labirinto.
Recentemente, a empresa Neuralink, startup fundada em 2017, anunciou o vídeo de um paciente tetraplégico usando um implante cerebral que o auxilia na execução de comandos numa tela em um jogo de xadrez. O paciente, um homem de 29 anos, que está paralisado dos ombros para baixo devido a um acidente de mergulho há oito anos, conversou com público através de uma transmissão e disse, “tudo está sendo feito com meu cérebro, se vocês conseguem ver o cursor se movendo pela tela, sou eu”. A cirurgia para implantar o chip cerebral, que durou aproximadamente 30 minutos, foi feita com auxílio de um cirurgião-robô, que abriu o crânio, introduziu o chip de interface cérebro-computador (ICC) e selou o espaço. A cirurgia, que custou algo em torno de 10 mil dólares, aproximadamente R$ 50 mil, implantou um chip contendo 1.000 eletrodos programados para coletar dados sobre a atividade neural do cérebro. Esse chip capta a intenção de movimento e envia esses dados a um computador da Neuralink para decodificação e transformação dos pensamentos em ação, através de softwares baseados em redes neurais e aprendizagem profunda (Deep Learning). O procedimento foi considerado um sucesso, até o momento, e o paciente teve alta no dia seguinte.
Paciente com chip implantado pela empresa Neuralink.
Este experimento da Neuralink demonstra bem o avanço das ICCs junto com os softwares baseados em redes neurais e aprendizagem profunda, na última década. Mas o que são essas redes neurais? Basicamente, são métodos de inteligência artificial que ensinam computadores a processar dados de uma forma inspirada pelo cérebro humano. E a aprendizagem profunda (Deep Learning) ? Essencialmente uma deep learning, é uma rede neural com três ou mais camadas que tentam simular o comportamento do cérebro humano, embora longe de corresponder a sua capacidade, permitindo que ele “aprenda” com grandes quantidades de dados. Embora uma rede neural com uma única camada ainda possa fazer previsões aproximadas, camadas ocultas adicionais podem ajudar a otimizar e refinar a precisão. Por exemplo, imagine uma criança que pode ir aprendendo conteúdos como se fossem camadas, indo de matérias mais simples nas suas camadas superficiais até as camadas mais profundas de conteúdos complexos. Dessa forma, poderíamos acelerar o aprendizado dela inserindo mais e mais camadas que seriam usadas para aprimorar o seu conhecimento.
As redes neurais têm vários casos de uso em diferentes setores, como, diagnóstico médico feito pela classificação de imagens, marketing direcionado pela filtragem de mídia social, análise de dados comportamentais, previsões do tempo e financeiras feitas pelo processamento de dados históricos, direção de veículos autônomos, assistentes virtuais como Alexa e Siri, análise de crédito e muitas outras. Agora imagine tudo isso sendo acessado e controlado por uma interface cérebro-computador de alta largura de banda (alta velocidade) gerando uma simbiose entre a inteligência de humanos e máquinas.
Fazendo um exercício de imaginação, no futuro, poderemos acessar somente com o nosso “pensamento” a uma base de funcionalidades que poderão ir desde dirigir um automóvel e devolver os movimentos a pacientes com lesões medulares severas até obter o aprendizado de conteúdos complexos com técnicas de deep learning, como no filme Matrix, no qual é possível fazer download e upload de conhecimentos. Claro que tudo isso é um exercício de futurologia e que temos um longo caminho pela frente, mas os últimos resultados tem nos permitido sonhar com um futuro melhor para as próximas gerações.