Computação orgânica aproxima homens e máquinas

Darth Vader, Cyborg, Robocop, Deckard, Steve Austin... A lista de ciborgues que a fértil imaginação da ficção científica nos apresentou pode ainda estar bem distante da realidade, mas uma série de descobertas recentes no campo da integração entre microchips e células humanas aponta para um novo início na era da computação orgânica.

No nível mais superficial, a interação entre homem e máquina já é uma realidade estabilizada há séculos, com milhares de pessoas sofisticando corpos debilitados com óculos e aparelhos de surdez.

A caminhada da ciência rumo à neurociência, porém, torna a expectativa da criação do primeiro ciborgue algo não tão distante como a ficção científica sugere.

Recentes estudos de interação entre microchips e células humanas começam a aumentar as possibilidades de um desenvolvimento que ligue a precisão das máquinas à comoção humana no nível cerebral, o que daria espaço para a criação dos primeiros organismos que se dividem entre circuitos e nervos.

Próteses que permitem que um humano amputado possa andar ou segurar objetos normalmente, no entanto, não apresentam conexões diretas entre seus circuitos e o sistema nervoso do paciente, mas dão a eles um aspecto de robôs.

O melhor exemplo deste avanço vem dos esportes - a necessidade de desempenhos melhores incentiva a fabricação de próteses que dão a atletas para-olímpicos melhores condições de “ignorar” suas deficiências.

Os Jogos Olímpicos de Pequim, programados para 2008, poderão testemunhar o primeiro grande exemplo prático da evolução na interação entre homens e próteses sofisticadas.

Sem as duas pernas após um problema de mal formação na gestação, Oscar Pistorius usa próteses inteligentes parar correr em competições oficiais. É do sul-africano de apenas 20 anos os recordes dos 100 metros, 200 metros e 400 metros rasos em competições par atletas deficientes.

A alta tecnologia por trás da Cheetah, nome das próteses desenvolvidas pela empresa da Islândia Ossur, dá ao jovem corredor, no entanto, condição de cravar marcas que ficam bem próximas às dos atletas com duas pernas em competições para os que não têm qualquer tipo de problema.

O recorde classificatório para os próximos Jogos Olímpicos está distante a menos de dois segundos do tempo que Pistorius leva para percorrer a pista com 200 metros, o que o colocaria como apto, pelo menos em tempo classificatório, a disputar a competição com atletas habilitados - um desejo que o próprio Pistorius já manifestou à revista Wired.

Moldadas em fibra de carbono e capaz de ser atualizada para que seus dispositivos reajam melhor à pisada do atleta, as Cheetas não lembram em nada as próteses em plástico moldado usadas da maioria dos amputados atualmente e sinaliza que membros biônicos poderão se beneficiar da miniaturização para fazer mais do que simplesmente pisar no chão ou forjar uma perna.

Mesmo já possível, a realidade em que próteses como a Cheetas se tornam populares ainda está distante - cada par das pernas mecânicas curvadas para acomodar melhor grandes velocidades sai por até 18 mil dólares.

Mirando células nervosas
Embora enormemente mais sofisticado, Pistorius e suas pernas mecânicas segue o mesmo exemplo de outras máquinas já usadas para contornar limitações humanas corriqueiramente, como aparelhos de surdez ou marca-passos, sem interferências no sistema nervoso humano.

A interação do ser humano com sistemas eletrônicos forjou os primeiros falsos ciborgues sem, no entanto, achar meios de interligar uma célula humana a um chip.

Claudia Mitchell e Jesse Sullivan fazem parte deste grupo de ciborgues da primeira geração. Ela perdeu seu braço após um acidente de moto, ele, após um choque de 7.000 volts. Ambos foram cobaias para um projeto do Instituto de Reabilitação de Chicago para o implante de braços mecânicos.

Esqueça próteses de plásticos moldadas para emular membros similares aos humanos. O dispositivo que Mitchell e Sullivan carregam são amontoados de circuitos e válvulas que emulam, ainda não perfeitamente, grande parte das capacidades do braço.

Ambos causaram frisson em setembro, quando demonstraram juntos movimentos idênticos aos humanos, com a diferença do barulho das válvulas, que os braços eletrônicos fazem.

Por mais que exemplifique a primeira interação harmoniosa entre homem e membro eletrônico, o casal não se encaixa na definição clássica de ciborgue pela falta de interação profunda com a máquina.

O instituto reagrupou nervos que indicavam sensações nos braços de ambos para o peito. Caso alguém toque os dedos robóticos de Mitchell e Sullivan, os nervos do peito de ambos dará a sensação de toque ao material emborrachado.

Sensores posicionados tanto ali como no ombro captam sinais elétricos emitidos do cérebro para o músculo, que são interpretados pelos sensores eletrônicos como ordens para a mão, o que a movimenta.

O uso de sinais elétricos emitidos pelo sistema nervoso humano, já explorado pelo Instituto de Reabilitação de Chicago, tem relação direta com novidades semelhantes apresentadas por duas empresas no começo deste ano.

Tanto o Project Epoc, da Emotiv Systems, como o sistema BCI, da g.tec, usam sensores na cabeça do usuário para transformarem impulsos cerebrais em movimentos de cursores em sistemas operacionais ou jogadas em videogames.

Ambos ainda beiram o estado de protótipo ainda: experiências práticas durante demonstrações públicas das tecnologias, realizadas na Game Developer Fórum, em São Francisco, e na Cebit 2007, na Alemanha, respectivamente, relatam a falta de calibragem que os sistemas têm para seu uso cotidiano.

Durante a Cebit, Christoph Guger, CEO do g.tec, explicou que o BCI usa sensores que detectam alterações nos sinais elétricos no córtex motor, região do cérebro humano responsável pelos movimentos das mãos.

Amplificado por um dispositivo presente no capacete da tecnologia, o sinal elétrico tem suas alterações de voltagem entendidas e transformadas em ações na tela do computador após testes que calibram as intenções dos usuários.

Ligando chips e neurônios
O desenvolvimento de máquinas que têm comunicação direta com o cérebro humano, no entanto, começou a ser algo mais próximo à realidade após anúncio feito pela Universidade de Pádua, em março de 2006.

Na ocasião, a equipe coordenada pelo pesquisador Stefano Vassanelli anunciou o desenvolvimento do primeiro nanochip a usar células cerebrais humanas.

O experimento ainda primitivo do grupo do Laboratório de NeuroChip e Eletrofisiologia da universidade italiana fez com que um chip de silício de 1 milímetro quadrado de tamanho se comunicasse diretamente com neurônios humanos.

Para o feito, o grupo ligou o conjunto de transistores e microprocessadores a neurônios humanos por meio de proteínas encontradas no cérebro que faziam a ponte entre o ser vivo e o componente eletrônico.

O mesmo sinal elétrico presente na comunicação entre os neurônios, chamada tecnicamente como sinapse humana, era recebido e interpretado pelo chip e vice-versa.

Fora do campo humano, estudos semelhantes anteriores ao da Universidade de Pádua já haviam integrado o cérebro de animais a sistemas computacionais para a interpretação de comandos básicos.

O mais avançado foi coordenado pelo pesquisador brasileiro Miguel Nicolelis, na Universidade de Duke.

Sagüis ganharam eletrodos integrados a seus cérebros que, conectados a um manche, movimentavam um braço robótico na sala ao lado em que os macacos estavam.

Na segunda etapa do experimento, o joystick foi desligado de forma que o símio percebesse que poderia mover o curso na tela à sua frente (e, logo, o braço mecânico) apenas com o pensamento.

Atualmente, o Instituto Internacional de Neurociência de Natal, inaugurado por Nicolelis na capital do Rio Grande do Norte, está reproduzindo o experimento em sagüis, enquanto um laboratório no hospital paulistano Sírio-Libanês, montado junto ao instituto, emula o experimento com ratos.

A pesquisa apresentada pelo grupo de Nicolelis e alçada a humanos pela Universidade de Pádua abre precedentes para dois tipos de interação entre o cérebro humano e computadores.

O primeiro usa o homem como base - por meio da tecnologia, distúrbios mentais poderiam ser combatidos ou gerenciados em pacientes por meio da inserção de chips que controlam os impulsos elétricos no cérebro, em efeito similar ao que o marca-passo faz atualmente com o coração.

O segundo dá conta de um computador pensante - a integração de neurônios a um hardware poderia dar origem a computadores que usem células cerebrais humanas para processar tarefas.

O desenvolvimento poderá formular tanto máquinas inteligentes com consciência e auto-regenerativas, o que representaria um grande passo nas pesquisas que envolvem inteligência artificial, como usar seres vivos como meio computacional.

Exemplos práticos já saíram dos laboratórios: em fevereiro, a Universidade de Tóquio conseguiu escrever e recuperar dados no DNA da bactéria Bacillus subtili - no caso, a transcrição da fórmula da relatividade anunciada por Albert Einstein em 1915.

A previsão para sua aplicação prática, no entanto, segue o mesmo longo prazo necessário para que os primeiros ciborgues reais invadam as ruas misturando circuitos a nervos e tendões.


Fonte: IDG NOW!