NEUROTECNOLOGIA

Neurotecnologia: como revelar os segredos do cérebro humano?

#ciência #saúde #P+D+I

A neurotecnologia que, guiada pela neurociência, busca desvendar os enigmas do cérebro, não é uma disciplina nova. Porém, com o meteórico desenvolvimento da inteligência artificial, se abre a um mundo de possibilidades quase infinito. Por um lado, cabe perguntar-se pelas aplicações que podem vir a ter, inclusive a cura de lesões cerebrais, e, por outro, pelos limites derivados da união entre cérebro e máquina, até o ponto que começam a se popularizar conceitos como os neurodireitos.

Você se acorda pela manhã e pensa em comer bolos de chocolate em seu café da manhã. Quando você visualiza os doces em sua cabeça, seu celular lhe envia uma notificação: "Desejo detectado: você não prefere comer alguma coisa mais sadia?" Parece ficção científica, mas é só uma das inumeráveis aplicações que a neurotecnologia nos ira trazer nas próximas décadas.

O QUE É A NEUROTECNOLOGIA

A neurotecnologia abarca todas as tecnologias desenvolvidas para entender o cérebro, visualizar seus processos e, inclusive, controlar, reparar ou melhorar suas funções. Embora a eletroencefalografia tenha quase um século, o primeiro grande progresso nesse campo ocorreu nas últimas décadas com as imagens do cérebro obtidas com escâner de ressonância magnética. Essa técnica, entre outros fatores, permitiu aos pesquisadores identificar quais áreas do cérebro se ativam ou desativam durante determinadas tarefas.

A partir desse ponto, a neurotecnologia alcançou outros âmbitos que normalmente passam desapercebidos e que vão desde o desenvolvimento de medicamentos para tratar alterações mentais, como depressão, insônia o déficit de atenção, até o de tecnologias dedicadas à reabilitação neurológica após acidentes vasculares cerebrais ou para a recuperação da audição com implantes cocleares. Como veremos mais adiante, este é apenas o começo.

PRÁTICAS E TÉCNICAS DA NEUROTECNOLOGIA

A neurotecnologia usa diferentes técnicas para registrar a atividade do cérebro e estimular partes do mesmo à vontade. As técnicas não invasivas são aquelas que permitem agir desde o exterior, enquanto as invasivas requerem a implantação de eletrodos por meio de cirurgia.

Entre as dedicadas a registrar a atividade cerebral, podemos destacar:

  • O eletroencefalograma (EEG) é a técnica não invasiva mais antiga e registra a atividade elétrica do cérebro mediante eletrodos colocados no couro cabeludo.
  • A ressonância magnética funcional (IRMf) mede a atividade cerebral e detecta alterações no fluxo sanguíneo do cérebro com grande resolução. É um processo mais caro.
  • A espectroscopia funcional em infravermelho próximo (fNIRS) usa sensores portáteis que são colocados no couro cabeludo e tem uma resolução menor que a IRMf.
  • A implantação de microagulhas é uma técnica invasiva que consiste em inserir minúsculos eletrodos no córtex cerebral. Os sinais são muito nítidos, mas alcançam uma área muito limitada.

No referente às técnicas usadas para estimular o cérebro, as mais utilizadas são:

  • A estimulação elétrica transcraniana (tES) é uma técnica não invasiva onde se aplicam pequenas correntes em eletrodos localizados no couro cabeludo. Permite estimular determinadas funções.
  • A estimulação magnética transcraniana (TMS) segue o mesmo princípio, mas usa impulsos magnéticos através de bobinas colocadas no couro cabeludo. O campo magnético produz fluxos de corrente elétrica no cérebro, alterando a comunicação entre os neurônios. Foi usado para melhorar a percepção, a aprendizagem e a memória.
  • O ultrassom focalizado (FUS) é uma tecnologia não invasiva que aplica impulsos focalizados de luz infravermelha para estimular áreas concretas do cérebro. Por exemplo, pode ser aplicado através dos olhos ou nariz.
  • A estimulação cerebral profunda (DBS) é feita implantando eletrodos cirurgicamente que agem como neuroestimuladores. Foram utilizados com sucesso em seres humanos para atenuar os sintomas de doenças como o Parkinson ou a epilepsia.

As tecnologias cognitivas

A neurotecnologia tem relação com as tecnologias cognitivas. Segundo a empresa de consultoria Deloitte, são tecnologias derivadas da inteligência artificial que permitem realizar tarefas que antes só podiam ser feitas por humanos. Alguns exemplos são a visão artificial, a aprendizagem automática, a aprendizagem profunda, processamento da linguagem natural ou a automatização robótica de processos, entre outros.

Em concreto, os dados obtidos sobre o funcionamento do cérebro são usados para desenvolver redes neuronais artificiais. Por exemplo, usando a mencionada visão artificial podemos identificar as emoções de uma pessoa analisando suas expressões faciais. Além disso, o uso dessas tecnologias também permitirá um maior desenvolvimento da neurodidática, melhorando os métodos e processos de aprendizagem.

APLICAÇÕES DA NEUROTECNOLOGIA

A seguir, revisamos algumas das aplicações mais recentes:

 Biofeedback neuronal

Utilizando o EEG ou a fMRI em tempo real, é possível ensinar alguém a controlar suas funções nervosas centrais, como os batimentos do coração.

 Neurofarmacologia de nova geração

A neurofarmacologia comportamental e a molecular estão se beneficiando da melhor compreensão do sistema nervoso para desenvolver medicamentos mais eficientes.

 Neuroprótese

Esses dispositivos são capazes de suprir as capacidades motoras, sensoriais ou cognitivas danificadas como consequência de uma lesão ou doença.

 Interfaces neuronais

As interfaces cérebro-computador são fundamentais no desenvolvimento de novos sensores e próteses, permitindo enviar e receber sinais em tempo real.

 Implantes optogenéticos

A combinação da neurotecnologia, genética e óptica permite ativar ou desativar genes específicos no tecido neuronal usando luz focalizada.
 

A neurotecnologia e o futuro dos implantes cerebrais.#RRSSA neurotecnologia e o futuro dos implantes cerebrais.

 VER INFOGRÁFICO: A neurotecnologia e o futuro dos implantes cerebrais [PDF]

A neurotecnologia progride a passos largos. É por isso que, algumas vezes, nos parece que entramos em campos mais próprios da ficção científica. Um exemplo são as capacidades aumentadas, isto é, a possibilidade de ampliar os sentidos e as habilidades mentais: quase como um super-herói! Outro exemplo tem relação com o desenvolvimento de interfaces cérebro-cérebro, que seriam capazes de traduzir pensamentos, sensações ou impulsos em sinais digitais transmissíveis a outra pessoa. A telepatia está mais próxima?

OS ÚLTIMOS PROGRESSOS DA NEUROTECNOLOGIA

Os grandes projetos da neurotecnologia estão atualmente nas mãos das grandes empresas tecnológicas. O bilionário Elon Musk, criador da Tesla e da SpaceX, lançou em 2016 a empresa Neuralink, dedicada ao desenvolvimento de uma interface cérebro-máquina implantável. A ideia é que, com uma cirurgia indolor, seja possível implantar fios muito finos (cerca de cinco micras de diâmetro) no córtex cerebral para obter e enviar informação.

Fundada nesse mesmo ano, a empresa Kernel dispõe do protótipo de uma interface cerebral não invasiva baseada em espectroscopia de infravermelho próximo. Mais especificamente, trata-se de um capacete chamativo (pelo menos até esse momento), capaz de identificar, por exemplo, os estados de ânimo. Gigantes como Facebook e Google também estão desenvolvendo seus próprios projetos de neurotecnologia.

Os limites da neurotecnologia: os neurodireitos

As capacidades da neurotecnologia se concentram em detectar o que está acontecendo dentro do cérebro para, no momento certo, poder influir em suas funções. É aqui onde aparecem os limites éticos porque tudo isso, levado ao extremo e como fruto da evolução tecnológica, pode equivaler a ler, inclusive controlar, os pensamentos e emoções de uma pessoa.

Conforme a prestigiada revista Scientific American, os progressos da neurotecnologia requerem uma evolução paralela dos neurodireitos. Em um futuro próximo, as empresas privadas poderiam ter acesso às enormes quantidades de dados que serão produzidos pelos dispositivos neurotecnológicos. Esses direitos estariam concentrados na proteção de dita informação pessoal e na prevenção de riscos derivados, como poderia ser o caso das modificações epigenéticas, das complicações neuropsiquiátricas ou de seu uso para biohacking.