Interface Cérebro-Computador (BCI) traz novas possibilidades a pessoas sem movimentos


BCI - unindo cérebro e máquina - BRAINN

Algoritmos processam sinais cerebrais e executam tarefas antes impossíveis às pessoas com dificuldades motoras; reportagem para ler ou ouvir!

24 de Maio de 2016

por Erik Nardini Medina *

 

Imagine para uma pessoa com alto grau de limitação motora voltar a ter um pouco mais de independência? Tarefas de diferentes complexidades são possíveis por meio de uma metodologia chamada de BCI. A sigla para Brain Computer Interface, que em bom português significa Interface Cérebro-Computador, está longe de ser assunto novo, mas é uma área que sempre se reinventa a partir de pequenas-grandes conquistas. Nada de ficção por aqui!

 

 

O pesquisador André Ferreira do departamento de engenharia elétrica da Universidade Federal do Espírito Santo (UFES), conta que uma série de atividades podem ser feitas – por incrível que possa parecer! – usando a força do pensamento, graças a um paradigma chamado de imagética motora.

“Basta você pensar, por exemplo, em mexer a mão direita, ou pensar em mexer os pés. Não precisa executar o movimento (mesmo porque a pessoa às vezes não tem essa capacidade), mas basta imaginar o movimento e o sistema detecta isso. Isso é muito mais intuitivo e você não depende de um estímulo externo, mas requer todo um período de aprendizado”, conta.

Basta que o paciente pense em executar um movimento (inclusive de um membro paralisado) para que o sistema reconheça sua intenção e transmita o comando à máquina.

 

DE QUE MANEIRA O CÉREBRO SE COMUNICA COM A MÁQUINA?

 

Mas, para atingir resultados como esses, o cérebro precisa se comunicar sem interferência com o computador, o que acontece em três etapas principais: processamento de sinais, seleção de atributos e classificação.

 

Resumidamente, a primeira etapa amplifica dados extraídos do cérebro por meio de eletroencefalograma. Na parte dois, os pesquisadores isolam esses dados e, na terceira etapa, os dados são classificados para que possam ser definitivamente reconhecidos pelo computador, como sintetiza o professor doutor Romis Attux, da Faculdade de Engenharia Elétrica e de Computação (FEEC) da Universidade Estadual de Campinas (Unicamp).

“Processamos basicamente sinais oriundos de eletroencefalografia (EEG). São sinais elétricos, potenciais elétricos medidos na região do escalpo, e a finalidade do processamento é melhorar a qualidade dos sinais de modo que a gente possa depois traduzir a intenção do usuário – que ele vai nos transmitir através do seu cérebro – em um comando, por exemplo para uma cadeira de rodas robótica ou algum outro tipo de destino”, explica Attux, que também é pesquisador do Brazilian Institute of Neuroscience and Neurotechnology (BRAINN).

 

DIVERSAS UTILIDADES PARA A TECNOLOGIA

 

Além da Imagética Motora, que permite que os usuários realizem tarefas apenas pensando no que gostariam de executar, existem outros recursos. Um deles, bastante utilizado, é o SSVEP. Por meio deste método, uma tela de computador emite estímulos luminosos em diferentes frequências. Esses sinais são captados pelo eletroencefalograma e então processados para que o computador compreenda qual tarefa o usuário planeja executar.

Em um exemplo de BCI em ação, o usuário da touca com eletrodos é capaz de controlar, remotamente, o funcionamento do carrinho vermelho. Assista a demonstração no vídeo abaixo.

 

“[O SSVEP] São os potenciais visuais evocados de estado permanente. Basicamente, se eu colocar um estímulo luminoso numa dada frequência e te apresentar esse estímulo, quando olharmos o EEG na parte occipital do cérebro, que é responsável pela parte visual, você vai ver que naquela frequência de estimulação terá um pico de energia”, analisa Ferreira da UFES, acrescentando:

“O que a gente pode fazer? Eu coloco diferentes ações, cada uma piscando com uma frequência diferente. Por exemplo: coloco uma seta para virar à esquerda, coloco uma frequência de 10 hertz. Uma seta pra virar à direita, uma outra frequência. Então basta o usuário olhar, focar no estímulo visual, o EEG é contaminado por esse estimulo e o software reconhece e executa a ação necessária”.

Com o paradigma SSVEP o usuário transmite suas intenções à máquina fixando o olhar em estímulos luminosos. Ele não precisa fazer nada além disso.

 

 

COMANDOS DADOS ATRAVÉS DE UM ‘CAPACETE’ DE ELETRODOS

 

romis attux BRAINN

O professor doutor Romis Attux, do BRAINN.

Para que a BCI aconteça, o usuário fica com eletrodos conectados à cabeça (como nas fotos acima). Esses dispositivos são acoplados do lado externo, sem necessidade de cirurgias ou qualquer outro procedimento clínico. No caso da imagética motora, os pesquisadores descobriram que o simples ato de imaginar um movimento já é suficiente para gerar uma atividade no córtex motor, e é bem nessa região que são implantados eletrodos.

“A gente usa os mesmos eletrodos. Só que na parte de imagética a gente concentra a atenção nos eletrodos que estão sobre o córtex motor, e na parte de SSVEP a gente trabalha principalmente com a região dos eletrodos que estão próximos do córtex visual. Assim, nós conseguiremos detectar uma informação que a pessoa está captando visualmente. Mas os eletrodos são os mesmos”, esclarece Attux.

Agora que você entendeu um pouco mais sobre o que é a BCI, vai assistir a filmes como “Fenômeno”, em que John Travolta passa a controlar coisas com a mente, “X-men” ou “Matrix”, obviamente, com um olhar muito mais crítico!

 

* Jornalista formado pela Pontifícia Universidade Católica de Campinas (PUC-Campinas), aluno da especialização em Jornalismo Científico do Laboratório de Estudos Avançados em Jornalismo (Labjor/Unicamp). É bolsista MídiaCiência/FAPESP.