Como vamos comandar a tecnologia do futuro com a mente

Há um sério problema entre a mente dos humanos e das máquinas: elas não conseguem interagir diretamente uma com a outra. Nós precisamos usar nossas mãos, teclado e mouse para emitir comandos aos nossos servos robotizados, e eles só podem responder por meios sensoriais. Mas podemos fazer melhor: podemos usar nossas mentes para tanto. Na verdade, já usamos.

Em cada minuto do dia, seja acordado ou dormindo, seu cérebro dispara milhões de minúsculas cargas elétricas entre os neurônios, à medida que processa seus pensamentos e sensações. Cada um destes pensamentos ativa diferentes regiões do cérebro em padrões específicos, que podem ser detectados através do seu crânio e couro cabeludo por meio de um eletroencefalograma (EEG).

O EEG tem o potencial de mudar radicalmente as nossas interações com máquinas, dando-nos uma espécie de telepatia digital com tudo: desde brinquedos para crianças até equipamentos militares. Considere este o primeiro passo rumo à singularidade.

O que é EEG, e como ele funciona?

Em 1875, descobriu-se que o cérebros funcionava com sinais elétricos. O médico britânico Richard Caton abriu pela primeira vez os crânios de animais, pressionou dois eletrodos de um galvanômetro em seus córtices cerebrais, e detectou impulsos elétricos. Esta descoberta desencadeou um enorme interesse no cérebro até que, em 1924, o neurologista alemão Hans Berger inventou o primeiro eletroencefalograma do mundo.

Para entender como funciona um EEG, você precisa entender as ondas cerebrais. Em resumo, a carga elétrica do cérebro é o resultado do movimento de bilhões de partículas eletricamente carregadas através das membranas de células. São íons de sódio, potássio, cálcio e cloreto. Eles são ativamente bombeados através das membranas de cada neurônio, que geram oscilações perceptíveis no estado elétrico global do cérebro.

Isto provoca um efeito cascata, em que um neurônio bombeia íons para seu vizinho, fazendo-o se ativar e bombear íons para seu vizinho, que ativará um terceiro neurônio, e assim por diante. O fluxo de íons é semelhante ao movimento ondulatório do som, e o padrão de neurônios disparando muitas vezes se assemelha ao movimento de ondas do oceano – daí o termo “ondas cerebrais”. E uma vez que estas ondas transportam cargas elétricas, elas podem ser medidas por um voltímetro – é ele que gera a leitura do EEG.

O tipo (ou forma) da onda cerebral depende do estado do cérebro em si. Quando você está em sono profundo, o cérebro forma as ondas delta: elas ocorrem cerca de quatro vezes por segundo. O sono leve gera ondas teta, ligeiramente mais rápidas, que surgem cerca de seis vezes por segundo. As ondas alfa só ocorrem quando você está acordado, mas relaxado, cerca de 10 vezes por segundo. Mas quando você está focado e atento, seu cérebro cria ondas beta, até 40 vezes por segundo. Estes não são eventos mutuamente exclusivos: o cérebro produz rotineiramente uma harmonia de ondas, mas uma delas sempre domina.

Para coletar esses dados elétricos, os médicos usam um EEG convencional. Isto envolve afixar um grande número de eletrodos (cerca de 19) no couro cabeludo do paciente, utilizando um gel ou pasta condutora. Os cabos podem ser colocados individualmente, ou fixados em um capacete, o que é mais prático. Em seguida, estes eletrodos analisam, milhares de vezes por segundo, a atividade elétrica do couro cabeludo (até 50 kHz em algumas aplicações clínicas) e registram quaisquer impulsos que detectarem. Os impulsos captados por esses eletrodos geralmente são muito fracos, por isso o sinal primeiro é desviado para um amplificador de 100 dB (que amplia o sinal em 100.000 vezes), para então ser exibido e interpretado.

Lendo a mente por diversão (e dinheiro)

O cérebro humano é um órgão imensamente complexo, e a maioria de suas funções ainda permanecem um mistério para a ciência médica. Mas enquanto o EEG só exibe as oscilações globais de atividade cerebral, ela ainda é uma ferramenta médica valiosa, e um produto de consumo cada vez mais popular.

O EEG se tornou um recurso fundamental para o diagnóstico de vários distúrbios neurológicos, tais como a epilepsia; quem sofre com isso faz o EEG mostrar uma leitura fora do normal. Além disso, o EEG é rotineiramente usado para determinar o nível de coma de um paciente (assim como existem diferentes profundidades do sono, existem diferentes níveis de coma); ou se um paciente realmente sofreu morte cerebral.

E graças a avanços técnicos recentes, que reduziram o número de conexões necessárias de quase 20 para até uma, a tecnologia EEG cresceu rapidamente – inclusive fora da comunidade médica. Cada vez mais, ela entra no mercado de eletrônicos de consumo. Dispositivos como o Neurosky Mindwave, o Emotiv EPOC, o Interaxon Muse e até o Necomimi Brainwave Cat Ears realizam as mesmas tarefas básicas dos seus correspondentes hospitalares (ainda que de forma bem menos refinada), e transformam a mistura de ondas cerebrais em comandos. O Necomimi, por exemplo, são orelhas de gato que respondem ao seu humor: elas ficam apontadas para cima em picos de ondas beta, mas abaixam quando as ondas alfa dominam.

A singularidade por EEG

Atualmente, a tecnologia EEG para consumidores só consegue controlar carros de autorama e orelhas de gato. No entanto, à medida que avançamos em entender as funções cerebrais, mais o EEG pode se tornar o principal método de interface homem-máquina. E os usos em potencial nas próximas décadas são quase ilimitados.

Pessoas que sofrem de paralisia, esclerose lateral amiotrófica, síndrome do encarceramento, ou qualquer outro problema debilitante terão um maior grau de independência e melhor qualidade de vida. Afinal, eles podem controlar a Internet das coisas sem ter que manipulá-las fisicamente. Amputados serão capazes de controlar as suas próteses assim como antes: por instinto e pensamento.

E não são apenas próteses de membros individuais. Com o desenvolvimento de sistemas de comando e controle adequados, o EEG poderia, pelo menos em tese, ser usado ​​para manipular próteses de corpo inteiro. Com base em comandos mentais, o usuário comandaria um robô inteiro, por exemplo. Estamos falando de ciborgues do mangá Ghost in the Shell, ou mesmo entidades remotas de Avatar – sem a necessidade de conexões ao crânio como em Matrix.

O potencial também é grande em aplicações militares e de segurança. Estes sistemas podem ser integrados em um monitor de saúde para manter o controle sobre seus estados mentais, além de batimentos cardíacos, temperatura corporal e outros sinais vitais. O EEG também se mostrou promissor como um meio de diagnóstico de TEPT (transtorno de estresse pós-traumático). Ele poderia até mesmo ser usado para auxiliar em interrogatórios policiais, como um detector de mentiras do século XXI. Por outro lado, ele também pode ser mal utilizado se pesar no lado preventivo, acusando qualquer pessoa com ondas beta elevadas.

Independentemente dos possíveis problemas, o EEG tem o potencial de melhorar drasticamente nossas vidas. Nós só precisamos encontrar as melhores formas de usá-lo. [Nat Geo – Wiki – Mayo Clinic – RRW – PopSci]

Imagens: gráfico de EEG por xpixel; paciente de EEG por Steve Buckley; singularidade por Brian A Jackson/Shutterstock