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24/03/2014
O futuro dos implantes cerebrais
Veículo: Valor Econômico 

Autores: Gary Marcus e Christof Koch, The Wall Street Journal

O que você daria por um chip de retina que lhe permitisse enxergar no escuro? Ou pela próxima geração do implante coclear, que lhe desse o poder de escutar qualquer conversa num restaurante barulhento? Ou por um chip de memória, ligado diretamente no hipocampo do cérebro, que fizesse você se lembrar de tudo que lê? Ou ainda pelo implante de uma interface com a internet que traduzisse automaticamente um pensamento numa busca on-line e projetasse um resumo de uma página da Wikipédia diretamente no seu cérebro? Ficção científica? Talvez não por muito tempo. Implantes cerebrais estão hoje onde a cirurgia ocular a laser estava há algumas décadas. Eles não estão livres de risco e só têm sentido para um conjunto definido de pacientes, mas são um sinal do que vem pela frente.

Ao contrário dos marcapassos, coroas dentárias ou bombas de insulina implantáveis, as próteses neurais - dispositivos que restauram ou complementam as capacidades da mente através de componentes eletrônicos inseridos no sistema nervoso - mudam nossa forma de perceber o mundo e interagir com ele. Para melhor ou para pior, esses dispositivos se tornam parte de nós.

As neuroprósteses não são novas. Estão no mercado há 30 anos, na forma de implantes cocleares usados nos ouvidos de mais de 300.000 pessoas com deficiência auditiva no mundo todo. Em 2013, a Food and Drug Administration (regulador americano de alimentos e remédios) aprovou a primeira prótese de retina, da empresa Second Sight.

As duas tecnologias seguem o mesmo princípio: Um dispositivo externo, seja um microfone ou uma câmera, que capta e processa sons ou imagens e usa os resultados para acionar um conjunto de eletrodos que, por sua vez, estimula o nervo auditivo ou o óptico, numa simulação do que ocorre naturalmente no ouvido ou no olho.

Outro tipo comum de implante, usado hoje por milhares de pacientes de Parkinson, envia pulsos elétricos ao cérebro, ativando funções ligadas à coordenação motora. Um eletrodo fino é introduzido no cérebro por meio de um orifício no crânio e conectado por um fio a uma bateria colocada sob a pele. O efeito é o de reduzir ou mesmo eliminar os tremores e movimentos rígidos que são os sintomas mais proeminentes do Parkinson (embora, infelizmente, o dispositivo não interrompa a evolução da doença em si). Estudos experimentais também estão em andamento para testar a eficácia dessa "estimulação cerebral profunda" no tratamento de outras doenças.

Mas nem todos os implantes cerebrais estimulam diretamente o cérebro. Alguns leem os sinais do cérebro para interpretar, por exemplo, as intenções de um paralítico. No futuro, sistemas neuroprostéticos podem tentar fazer as duas coisas: ler os desejos de um usuário, realizar uma ação, como uma busca na web, e, em seguida, enviar os resultados de volta ao cérebro.

Quando teremos esses dispositivos maravilhosos? Para começar, cientistas, médicos e engenheiros precisam descobrir maneiras mais seguras e confiáveis de inserir sondas nos cérebros das pessoas. Por enquanto, a única opção é perfurar pequenos orifícios no crânio e inserir eletrodos longos e finos - como o grafite de uma lapiseira - até os seus destinos nas profundidades do cérebro. Há risco de infecção, já que os fios passam através da pele, e de hemorragia dentro do cérebro, o que pode ser grave ou até fatal.

Para serem eficazes, interfaces entre cérebro e máquina têm, hoje, que ser ligadas diretamente ao cérebro para captar os sinais que emanam de pequenos grupos de células nervosas. Mas ninguém sabe ainda como fazer dispositivos que ouçam as mesmas células nervosas por muito tempo, devido a questões mecânicas e biológicas.

Mas muitos neuroengenheiros jovens e inteligentes estão tentando superar esses problemas. De fato, a verdadeira questão não é se isso pode ser feito, mas como e quando. Quantos avanços na ciência de materiais, química de baterias, biologia molecular, engenharia de tecidos e na neurociência serão necessários? Será que esses avanços levarão uma década, duas décadas, três ou mais? Quando isso ocorrer, os implantes neurais poderão ser absolutamente transformadores para milhões de pacientes.

Supondo que sejamos capazes de eliminar as barreiras de bioengenharia, o próximo desafio será interpretar as complexas informações de cem bilhões de minúsculas células nervosas que compõem o cérebro. Já somos capazes de fazer isso de forma limitada.

Com base em décadas de pesquisas anteriores com símios, John Donoghue, da Universidade Brown, nos Estados Unidos, e seus colegas criaram um sistema chamado BrainGate, que possibilita a paralíticos controlar dispositivos com seus pensamentos. O BrainGate funciona através da inserção de um pequeno chip, cravejado com cem fios semelhantes a agulhas, na parte do neocórtex que controla o movimento. Esses sinais motores alimentam um computador externo, onde são decodificados e enviados a dispositivos robotizados.

Hoje, guiar um braço robótico desta forma é trabalhoso e complicado. Não sabemos ainda como o cérebro executa algumas de suas funções mais básicas, como traduzir um vago desejo de devolver uma bola de tênis na torrente de comandos altamente coreografados que realiza suavemente a ação. Temos um longo caminho a percorrer para entender o código neural.

As ressonâncias magnéticas funcionais, que se tornaram tão populares nos últimos anos, não serão suficientes. Suas imagens são imprecisas e granuladas e é crucial poder obter mais detalhe porque os átomos da percepção, memória e consciência não são regiões do cérebro, mas neurônios e elementos ainda menores.

Com o tempo, os avanços na biologia molecular, neurociência e ciência dos materiais levarão, quase com certeza, a próteses menores, mais inteligentes, mais estáveis e que consomem menos energia. Esses dispositivos serão capazes de interpretar diretamente a enorme quantidade de atividade elétrica dentro do cérebro. Por enquanto, são uma abstração, mas isso vai mudar.

No futuro, os implantes neurais passarão de algo usado exclusivamente para problemas graves, como paralisia, cegueira ou amnésia, para algo adotado por pessoas com deficiências menos traumáticas. Quando a tecnologia tiver avançado o suficiente, os implantes deixarão de ser estritamente um corretor e funcionarão também para melhorar o desempenho de pessoas saudáveis. Eles serão usados para aprimorar a memória, a concentração (uma Ritalina sem efeitos colaterais), a percepção e o humor (tchau, Prozac).

Isso não vai acontecer na próxima década e talvez nem mesmo na outra. Mas antes do fim do século, nossos teclados e trackpads de computadores vão parecer piada. Mesmo o Google Glass 3.0 vai parecer primitivo. Por que projetar informações nos olhos (obstruindo parcialmente a visão) se é possível enviar essas informações ao cérebro para que a mente possa interpretá-las diretamente? Por que um computador deveria esperar que você diga ou escreva o que quer fazer em vez de antecipar suas necessidades antes que você possa até mesmo articulá-las? Até o fim deste século, e muito possivelmente bem antes disso, todo dispositivo para entrada de informações vendido hoje estará obsoleto. Muitos de nós estaremos conectados diretamente à nuvem, da cabeça aos pés.

Será que esses dispositivos tornarão a nossa sociedade como um todo mais feliz, mais pacífica e mais produtiva? Que tipo de mundo eles podem criar? É impossível prever. Mas o futuro não costuma ser previsível.

Aqueles entre nós dispostos a aproveitar os benefícios das próteses cerebrais e viver com seus riscos terão um desempenho superior aos outros na competição diária por empregos e cônjuges, na ciência, esportes e conflitos armados. Essas diferenças vão desafiar a sociedade de novas maneiras e abrir possibilidades que mal podemos imaginar.

Marcus é professor de psicologia da Universidade de Nova York e escreve com frequência sobre ciência e tecnologia no blog da revista "New Yorker". Koch é diretor científico do Instituto Allen para a Ciência do Cérebro, em Seattle.
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