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Para onde o mundo vai

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“Entrada USB para o cérebro” de Musk avança pouco no elo homem-máquina

Shridhar Jayanthi

01/08/2019 07h10

Reuters

Uma das novas empresas de tecnologia de Elon Musk, a Neuralink, tem a pretensão de concluir uma interface para intermediar a comunicação direta entre a atividade cerebral e sinais coletados –basicamente um plug USB-C para o seu cérebro. Mas ficou subentendido que ainda é preciso muito mais trabalho para que o sensor possa ser útil

Duas semanas atrás, Elon Musk fez uma apresentação sobre uma de suas empresas de tecnologia, a Neuralink. Como já comentamos aqui em um post anterior, a Neuralink é uma pioneira na área de interface direta entre cérebro e máquina. Na apresentação, pesquisadores da Neuralink mostraram alguns resultados obtidos com a plataforma de desenvolvimento com a qual eles trabalham. Com o vídeo, a empresa também publicou um artigo explicando os desenvolvimentos e a direção.

O sistema que Elon Musk demonstrou é um sensor/controlador capaz de coletar dados e enviar sinais de uma infinidade de eletrodos inseridos no cérebro. Esse sensor/controlador funcionaria como uma interface capaz de intermediar comunicação direta entre a atividade cerebral e sinais coletados. O sistema demonstrado pretende ser um plug USB-C para o seu cérebro, literalmente.

Sensor desenvolvido pela Neuralink. Os fios marcados com a letra B são os eletrodos e o plug D é uma plug USB-C

Rato de laboratório com um sistema de interface implantado

Avanços no implante

O foco da demonstração da Neuralink está no implante. A empresa desenvolveu um sistema robótico capaz de fazer a cirurgia de implantação. O sistema é capaz de inserir os minieletrodos e fiação com precisão. O uso de robôs permite um processo em larga escala a uma velocidade de até seis fios por minuto. Eles reportaram uma interface com 3.072 canais e inserir cada um dos 96 fios manualmente levaria muito mais que os cerca de 20 minutos utilizados pelo robô.

O uso de robôs também permite um protocolo menos invasivo. Como a inserção é uma microcirurgia sem grandes incisões, o processo de implante seria capaz de evitar complicações decorrentes de anestesia, por exemplo. Na apresentação, a Neuralink diz que pretende avançar o protocolo de inserção do implante para que o processo seja similar ao do processo LASIK, utilizado para fazer cirurgias para corrigir miopias.

Demonstração da introdução robótica de eletrodos

Traduzindo os sinais cerebrais

O objetivo do projeto é criar uma interface que permite comunicação direta entre um computador e o cérebro. Na apresentação, Musk mencionou a ideia de criar sistemas de inteligência artificial integrados com o cérebro humano e chegou até a falar em simbiose homem-máquina. Porém, na apresentação, o foco da demonstração foi no sensor de ampla escala. Ficou subentendido que ainda é preciso muito mais trabalho para que o sensor possa ser útil.

A captura de sinais cerebrais é só o começo. Traduzir os sinais para "ler" pensamentos é um outro problema mais difícil e há muito ceticismo. Musk dá a entender que o único problema a ser resolvido é o problema de banda de dados e que, portanto, basta aumentar o número de eletrodos. O problema é que comunicação também depende do código utilizado.

Apesar de o sensor coletar uma imensa quantidade de sinais elétricos, o processo de "compreensão" de sinais utilizado foca na busca dos picos neuronais. Mesmo sendo o processo mais popular na análise de sinais neuronais, o foco nos picos é uma compressão formidável dos dados coletados. Se a taxa de picos neuronais é de cerca de poucas centenas de Hertz, um sistema que coleta dados a uma taxa de milhões de Hertz não melhora a qualidade de recepção. O código de picos neuronais, portanto, acaba sendo uma forma extremamente ineficiente de leitura de dados.

É possível, porém, que as interfaces não precisem de nenhum tipo de tradução explícita. Uma proposta do cientista brasileiro Miguel Nicolelis, um pioneiro nessa área, comenta a possibilidade do uso de interfaces cerebrais que confiam na capacidade do cérebro em aprender a interagir com a interface. Esse conceito, inicialmente proposto em meados da década de 90, é a solução de diversos sistemas de prótese robótica modernos. E, sem dúvida, um sistema rico em canais como o proposto pela Neuralink permitiria próteses extremamente dinâmicas. Mas esse sistema depende de o cérebro entender como controlar um objeto externo. A ambição de Musk é um sistema mais próximo aos plugues do filme "Matrix". Para conseguir chegar naquele nível, eu creio que é preciso entender como o cérebro funciona.

Entrando na Matrix

O objetivo de Elon Musk, assim como a iniciativa do Facebook, é a de criar um mundo em que cérebros são capazes de interagir com computadores, como no filme "Matrix". Por trás desse objetivo, a ideia parece ser a de que formas convencionais de interação entre humanos e máquinas – teclado, câmeras, microfones – são limitados por conta da banda de dados.

Mas será que é só isso mesmo? Essa questão começa a botar em prática questões filosóficas antigas sobre epistemiologia e cognição. De que forma memórias e conhecimento são armazenados no cérebro e em que medida uma transferência de sinais elétricos é capaz de reproduzir isso?

Dá pra perceber que eu sou bastante cético. Em minha humilde opinião, a cognição humana é necessariamente mediada pelos sistemas cognitivos – fala, audição, visão, tato. Por exemplo, uma aula na escola é um processo de transferência de conhecimento onde o instrutor utiliza fala e gestos para poder criar uma mensagem captada pelo aluno através de visão e audição.

O que Elon Musk e colegas sugerem, implicitamente, é que esse processo poderia ser substituído por um cabo elétrico entre o instrutor e o aluno. Mas para isso, a representação interna do conhecimento precisa ser a mesma. O meme do vestido preto-e-azul/branco-e-dourado aparenta mostrar que a coisa não é bem assim.

Sobre os autores

Daniel Schultz é cientista, professor de microbiologia e membro do núcleo de ciências computacionais em Dartmouth (EUA). Estuda a dinâmica dos processos celulares, com foco na evolução de bactérias resistentes a antibióticos. É formado em engenharia pelo ITA, doutor em química pela Universidade da Califórnia San Diego e pós-doutorado em biologia sistêmica em Harvard. Possui trabalhos de alto impacto publicados em várias áreas, da física teórica à biologia experimental, e busca integrar essas várias áreas do conhecimento para desvendar os detalhes de como funciona a vida ao nível microscópico.

Monica Matsumoto é cientista e professora de Engenharia Biomédica no ITA. Curiosa, ela tem interesse em áreas multidisciplinares e procura conectar pesquisadores em diferentes campos do conhecimento. Monica é formada em engenharia pelo ITA e doutora em ciências pela USP, e trabalhou em diferentes instituições como InCor/HCFMUSP, UPenn e EyeNetra.

Shridhar Jayanthi é Agente de Patentes com registro no escritório de patentes norte-americano (USPTO) e tem doutorado em Engenharia Elétrica pela Universidade de Michigan (EUA) e diploma de Engenheiro de Computação pelo ITA. Atualmente, ele trabalha com empresas de alta tecnologia para facilitar obtenção de patentes e, nas (poucas) horas vagas, é um estudante de problemas na intersecção entre direito, tecnologia e sociedade. Antes disso, Shridhar teve uma vida acadêmica com passagens pela Rice, MIT, Michigan, Pennsylvania e no InCor/USP, e trabalhou com pesquisa em áreas diversas da matemática, computação e biologia sintética.

Sobre o blog

Novidades da ciência e tecnologia, trazidas por brasileiros espalhados pelo mundo fazendo pesquisa de ponta. Um espaço para discussões sobre os rumos que as novas descobertas e inovações tecnológicas podem trazer para a sociedade.