Brasileiro faz macaca mover robô usando apenas o pensamento

“Um pequeno passo para um robô e um grande salto para um primata”. Foi assim que o neurocientista brasileiro Miguel Nicolelis resumiu para o jornal americano “The New York Times” a pesquisa em que conseguiu fazer uma macaquinha nos Estados Unidos mover um robô do outro lado do mundo, no Japão, apenas com a força do pensamento.

O feito de Nicolelis traz esperança de uma revolução na área de próteses para amputados. E se conseguir isso foi complicado, o princípio da coisa é fácil de entender. Ninguém pensa antes de fazer coisas como andar, pular ou pegar um objeto. Quando você pegar o mouse para ler a continuação deste texto mais para baixo, não vai pensar “eu quero esticar o braço, pegar o mouse, movimentar meu dedo e apertar o botão”. O ato é tão automático quanto o pensamento. Você nem pensou e já fez.

É essa naturalidade que o brasileiro tenta repetir com as próteses. A idéia é que quem precise usar um braço ou uma perna artificial não tenha que “aprender”: pense em andar e ande. 

 

Antes, é claro, é preciso descobrir como o cérebro faz tudo isso. E é aqui que entra o grande avanço feito pelo cientista e divulgado nesta semana. Na quinta-feira passada, em seu laboratório na Universidade Duke, nos Estados Unidos, Nicolelis conseguiu fazer a macaquinha Idoya mover, apenas pensando, o passos de um robô que estava no Japão. Idoya estava parada.

Tudo começou quando a equipe do brasileiro treinou a pequena macaca para andar em duas patas em uma esteira. Durante dois meses e três vezes por semana, ela caminhou a diversas velocidades, para frente e para trás, por 15 minutos diários. Enquanto o treinamento ocorria, eletrodos no cérebro de Idoya mostravam aos cientistas que neurônios agiam durante cada um dos movimentos.

Um vídeo do movimento do animal foi combinado com o registro da atividade cerebral. Tudo isso criou um “manual de instruções” que podia ser lido por um computador.

Quando Idoya foi fazer seu exercício na semana passada, todas as informações retiradas dos eletrodos em seu cérebro foram passadas, pela internet, em alta velocidade, para o robô, localizado na cidade de Kyoto, no Japão, capaz de imitar o movimento de seres humanos.
A missão da macaquinha era complicada: ela deveria manter o robô se movendo com a sua atividade cerebral. Para isso, ela via as costas dele em uma tela colocada bem em frente a sua esteira. Toda vez que conseguia fazer o robô imitar seus movimentos, ganhava um presente, em forma de comida.

Tudo certo, Idoya andava, o robô andava. Cada vez mais concentrada, no entanto, ela foi surpreendida quando sua esteira foi desligada. E aí, aquilo que os cientistas esperavam, parada, sem andar, focada, ela manteve o robô em movimento por quase três minutos apenas pensando.

Segundo Nicolelis, o feito mostra o poder da visão sobre o cérebro. Ao ver o robô se mexendo a sua frente da mesma maneira que ela, o cérebro de Idoya começou a absorver a idéia de que aquelas pernas eram dela.

Dentro de um ou dois anos, o brasileiro vai tentar descobrir se o mesmo feito de Idoya pode ser repetido por um ser humano. Se for possível, o leque de possibilidade fica muito amplo. Não apenas poderemos controlar próteses a distância, mas basicamente qualquer coisa, como computadores e máquinas.

Os brasileiros devem ser os primeiros a se beneficiar dessa tecnologia. A universidade onde Nicolelis trabalha, a Duke, o laboratório em Kyoto que controla o robô, a Associação Alberto Santos Dumont para o Apoio à Pesquisa, em Natal, e o hospital Sírio Libanês, em São Paulo, estão se organizando em uma iniciativa voltada para que um brasileiro paraplégico ou quadriplégico seja o primeiro a se beneficiar dessa tecnologia. O “Walk Again Project” (“Projeto Caminhe Novamente”) está sendo estabelecido e promete esperança para quem sofre com o problema no país.

Em trabalho de brasileiro, macaca sente 'textura' usando braço virtual

Uma macaca de laboratório, usando um braço virtual controlado pelo cérebro, é capaz não apenas de encostar em objetos, mas também de sentir aquilo que ela está tocando. O feito é fruto do trabalho do neurocientista brasileiro Miguel Nicolelis, professor da Universidade Duke, nos EUA, e foi apresentado nesta quarta-feira (5) na prestigiada revista científica britânica Nature.

Nicolelis já pesquisa há anos a possibilidade de usar as descargas elétricas do cérebro para mover objetos externos ao corpo. Nessa linha, já conseguiu feitos expressivos, como fazer uma macaca nos EUA comandar os movimentos de um robô que estava no Japão. Esse sistema é chamado de “interface cérebro-máquina”.

Desde então, sua equipe vem procurando fazer com que o cérebro obtenha algum retorno tátil nos movimentos com esse objeto remoto, como acontece no corpo, onde a pele manda informações de volta para o cérebro. Você encosta em algo e sabe dizer se é liso ou áspero, por exemplo. Assim, a “interface cérebro-máquina” se transformaria em “interface cérebro-máquina-cérebro”, uma via de mão dupla.

Parece coisa de ficção científica? O brasileiro concorda. “Vários filmes de ficção científica já trabalharam a ideia. Para nós, é mais lento, porque fazemos a ciência de verdade”, disse Miguel Nicolelis ao G1.

A pesquisa
Em treinamentos anteriores, os cientistas haviam ensinado macacos a operar joysticks que moviam um cursor numa tela e, quando esse cursor era posicionado na posição desejada, os animais recebiam uma dose de suco de fruta como recompensa. Enquanto isso, a frequência cerebral era medida por eletrodos colocados dentro do crânio dos animais.

Certo tempo depois, o joystick foi afastado, e os sinais enviados pelo cérebro eram usados para controlar um braço mecânico que moveria o joystick. No fim, o joystick foi retirado, e a frequência cerebral bastava para mover o cursor.

Na atual pesquisa, uma tela com três objetos visualmente idênticos foi colocada, e as macacas deveriam mover uma mão virtual por ela -- apenas pensando no movimento. Quando a mão virtual passava por esses objetos, diferentes sinais elétricos – chamados de “texturas artificiais” – eram enviados ao cérebro.

Um deles não enviava sinal nenhum; outro enviava um sinal com 400 Hz de frequência e mais nada; o terceiro enviava um sinal de 200 Hz e resultava em uma dose de suco de fruta como recompensa para a macaca.

Os animais aprenderam a diferenciar e interpretar esses sinais enviados ao cérebro e passaram a procurar – tateando com a mão virtual – pelo objeto que lhes daria a recompensa. [Fonte: G1]

'Sexto sentido'
"Nós, na verdade, criamos um sexto sentido: o tato virtual", afirma Nicolelis.
Segundo ele, o mecanismo é semelhante ao tato normal, pois ativa a mesma região do cérebro -- o córtex somatossensorial --, mas não é idêntico, já que o sinal não veio de um dos membros da macaca.
"A gente não sabe, mas ele deve ter tido uma experiência tátil diferente da normal", diz o pesquisador.
De toda forma, a reação do animal ao tato artificial foi a mesma que ele apresentou ao tato normal. Antes dos testes com o braço virtual, os cientistas tinham feito a experiência da recompensa com objetos realmente palpáveis.
"Todos os parâmetros comportamentais foram muito parecidos", explica Nicolelis.
Passos próximosO grande objetivo do cientista é fazer com que tetraplégicos recuperem os movimentos do corpo -- um projeto chamado de "Walk Again" ("andar novamente", em inglês). Isso seria feito por meio de um exoesqueleto que envolveria o corpo como uma roupa. O cérebro então enviaria sinais para essa roupa, que comandaria os movimentos do paciente.
Segundo Nicolelis, os membros virtuais -- ou "avatares" -- servem como preparação para a tecnologia futura. "A lógica é a mesma porque esse avatar é parte de um simulador. É um treinamento para o exoesqueleto", explicou.

Não é mais uma questão de saber se vai ou não acontecer; é uma questão de saber quando vai acontecer"

Francisco Rotta, Academia Brasileira de Neurologia

O pesquisador disse que a recente conquista era um "passo essencial" para seguir o projeto. Nos próximos meses, ele acredita que publicará mais pesquisas nesse sentido, mostrando a atuação do tato artificial nos dois braços, nas pernas e, eventualmente, num avatar de corpo inteiro.
‘Grande avanço’
“Pode parecer um pequeno passo, mas é um grande avanço”, afirmou Manoel Jacobson, neurocirurgião do Hospital das Clínicas da Universidade de São Paulo. Se o objetivo de Nicolelis é usar o cérebro para controlar movimentos de objetos externos, o tato é fundamental, ele explicou.
Você, enquanto lê essa reportagem, está segurando o mouse – e não o esmagando – porque conhece o material que o compõe e leva isso em conta, ainda que inconscientemente, na hora de manuseá-lo.
A pesquisa atual representa um tato artificial, mas os neurologistas acreditam que uma importante barreira foi rompida e que o dia em que braços mecânicos ou virtuais poderão tatear vai chegar.
“Não é mais uma questão de saber se vai ou não acontecer; é uma questão de saber quando vai acontecer”, cravou Francisco Rotta, vice-coordenador do departamento de Moléstias Neuromusculares, da Academia Brasileira de Neurologia.
“Eu acho que as aplicações vão muito além só da neurologia”, completou Rotta. Para ele, além do objetivo natural do desenvolvimento de próteses móveis para membros amputados, será possível elaborar novas maneiras de se operar em áreas de risco, como uma usina nuclear após um acidente, sem colocar os trabalhadores em perigo.[Fonte: G1]