Em experimento histórico, cientistas reconstroem visões do cérebro em vídeos digitais

Cientistas da UC Berkeley desenvolveram um sistema que captura a atividade visual em cérebros humanos e a reconstrói como vídeos digitais. No futuro, este processo pode permitir a você gravar e reconstruir seus próprios sonhos em uma tela de computador.

Eu simplesmente não consigo acreditar que isto está mesmo acontecendo, mas de acordo com o Professor Jack Gallant, neurocientista da UC Berkeley e coautor da pesquisa publicada ontem no periódico Current Biology, “este é um avanço enorme rumo à reconstrução de imagens internas. Estamos abrindo uma janela para os filmes de nossas mentes.”

De fato, é de cair o queixo. Estou ao mesmo tempo entusiasmado e assustado. O processo funciona assim:

Os pesquisadores usaram três pessoas diferentes para os experimentos – que, vale notar, eram membros da própria equipe de pesquisa, porque era necessário ficar em um aparelho de ressonância magnética (fMRI) por várias horas seguidas. As pessoas foram expostas a dois grupos diferentes de trailers de filmes de Hollywood, à medida que o fMRI gravava o fluxo de sangue no cérebro que passava no córtex visual de seus cérebros.

As leituras foram colocadas em um programa de computador, no qual foram divididas em pixels tridimensionais chamados voxels (pixels volumétricos). Este processo decodifica os sinais cerebrais gerados pelas imagens em movimento, conectando informações de forma e espaço dos filmes a ações específicas no cérebro. À medida que as sessões progrediam, o computador aprendia cada vez mais sobre como a atividade visual na tela correspondia à atividade do cérebro.

Uma paleta de imagens com 18 milhões de segundos

Depois de gravar esta informação, outro grupo de vídeos foi usado para reconstruir os vídeos exibidos aos participantes da pesquisa. O computador analisou 18 milhões de segundos de vídeo aleatório do YouTube, construindo uma base de dados de atividade cerebral em potencial para cada vídeo. De todos esses vídeos, o software selecionou os cem que causavam uma atividade cerebral próxima à dos vídeos que os participantes viram, combinando-os num só vídeo. Apesar do resultado final ser embaçado e de baixa resolução, ele com certeza bate com os vídeos exibidos no experimento.

Pense em todos esses 18 milhões de segundos de vídeos aleatórios como uma paleta de cores de um pintor. Um pintor vê uma rosa vermelha na vida real e tenta reproduzir sua cor usando diferentes tons de vermelho disponíveis em sua paleta, combinando-as para ficar igual ao que ele está vendo. No caso, o software é o pintor e os 18 milhões de segundos de vídeos aleatórios são a paleta de cores. Ele analisa como o cérebro reage a certos estímulos, compara-os a reações do cérebro a essa paleta de 18 milhões de segundos, e escolhe o que combina melhor com a mesma reação. Então ele combina os vídeos em um novo vídeo, que bate com o que a pessoa estava vendo. Note que os 18 milhões de segundos de vídeo não eram o que as pessoas estavam vendo – eles são apenas pedaços aleatórios usados para compor a imagem do cérebro.

Dado um banco de dados enorme com vídeo e poder suficiente de processamento, o sistema poderia entender quaisquer imagens no seu cérebro.

Neste outro vídeo você pode ver como este processo funciona nas três pessoas do experimento. No canto superior esquerdo, você vê o vídeo que elas estavam assistindo enquanto dentro da máquina de fMRI. Embaixo, você vê o vídeo “extraído” da atividade mental deles. Ele mostra que esta técnica gera resultados confiáveis independentemente do que está sendo assistido – ou de quem assiste. As três fileiras de clipes na coluna à esquerda mostram os vídeos aleatórios que o programa de computador usou para reconstruir a informação visual.

No momento, a qualidade do resultado final não é boa, mas o potencial é enorme. O pesquisador Shinji Nishimoto, autor da pesquisa e um dos indivíduos testados, acredita que este é o primeiro passo para entrar diretamente em nosso cérebro e ver exatamente o que ele vê ou imagina:

Nossa experiência natural de visão é como ver um filme. Para esta tecnologia poder ser aplicada de forma ampla, nós precisamos entender como o cérebro processa essas experiências visuais dinâmicas.

Os gravadores de cérebro do futuro

Imagine isso. Capturar suas memórias visuais, seus sonhos, as divagações malucas da sua imaginação em um vídeo que pode ser visto por você com seus próprios olhos.

Esta é a primeira vez na história que conseguimos decodificar a atividade cerebral e reconstruir suas imagens em movimento numa tela de computador. O caminho que esta pesquisa abre é estarrecedor. Isto me faz lembrar de Brainstorm, o filme cult no qual um grupo de cientistas, liderado por Christopher Walken, desenvolve uma máquina capaz de gravar os cinco sentidos do ser humano, e então reproduzi-los para o próprio cérebro.

Este novo avanço nos traz cada vez mais perto deste objetivo, que – não tenho dúvida – vai acontecer em dado momento. Dado o aumento exponencial no desempenho dos computadores e da nossa compreensão da biologia humana, acredito que isto não vai demorar tanto assim, como meros mortais possam esperar. [UC Berkeley]