Os cientistas descobriram uma maneira de enganar o cérebro para pensar que está sentindo algo que não é.
Usando flashes de luz para controlar os neurônios, os pesquisadores acreditam que podem "copiar e colar" a atividade cerebral real, abrindo caminho para um futuro no qual podemos editar memórias, eliminar a dor ou inserir uma imagem inexistente.
A tecnologia é chamada de modulador cerebral holográfico e usa projeções holográficas para ativar ou suprimir neurônios individuais. O objetivo final é controlar milhares de neurônios de uma só vez em padrões baseados na atividade cerebral real para replicar a sensação. A visão é um sistema que pode monitorar constantemente a atividade cerebral e decidir, com base no contexto, quais neurônios estimular e suprimir. É claro que alguém pode pular para pensamentos de remoção de memória em Eternal Sunshine ofthe Spotless Mind, mas as possibilidades são muito maiores. Imagine, por exemplo, um sistema de visão para cegos consistindo de uma câmera que poderia converter as imagens vistas por suas lentes na atividade cerebral associada à visualização dessas imagens. Ou um membro prostético que poderia transmitir uma sensação de toque. "Isso tem um grande potencial para próteses neurais, já que tem a precisão necessária para o cérebro interpretar o padrão de ativação. Se você pode ler e escrever a linguagem do cérebro, você pode falar com ele em sua própria língua e pode interpretar a mensagem muito melhor ", disse Alan Mardinly, biólogo molecular e celular da UC Berkeley, e co-autor principal novo papel. "Este é um dos primeiros passos de um longo caminho para desenvolver uma tecnologia que poderia ser um implante cerebral virtual com sentidos adicionais ou sentidos aprimorados". O modulador cerebral holográfico ainda está em seus estágios iniciais, mas mostra-se promissor, tendo sido testado em camundongos de laboratório. [conteúdo embutido] Uma pequena seção tridimensional do cérebro do rato com 2.000 a 3.000 neurônios foi o alvo. Cada um desses neurônios foi suplementado, através de um vírus que fornece DNA para a célula, com uma proteína que ativa o neurônio quando é atingido por um flash de luz. Através de uma janela no crânio do rato que permite que a luz alcance o cérebro, os pesquisadores lançam pulsos de luz – até 300 vezes por segundo – cada um ativando até 50 neurônios de uma só vez. O grande desafio era segmentar células individuais. A equipe usou holografia gerada por computador, que dobra e foca a luz para criar um padrão 3D. Isso foi então projetado no tecido cerebral na superfície do córtex somatossensorial nos camundongos – especificamente, nos centros de toque, visão e motor. "O principal avanço é a capacidade de controlar os neurônios precisamente no espaço e no tempo", disse o co-autor do estudo, Nicolas Pégard. "Em outras palavras, atirar nos conjuntos muito específicos de neurônios que você quer ativar e fazê-lo na escala característica e na velocidade com que eles normalmente trabalham." Os camundongos estavam andando em esteiras com as cabeças imobilizadas para que o sistema de direcionamento funcionasse, portanto não foram observadas mudanças comportamentais. No entanto, a atividade cerebral dos camundongos, monitorada em tempo real, foi a mesma que se estivesse respondendo a um estímulo sensorial real, disseram os pesquisadores. Claro, ainda há muito trabalho a ser feito. A tecnologia só funciona em uma parte muito pequena do cérebro atualmente, e o equipamento para fazê-lo é enorme. A tecnologia pode ser ampliada para atingir mais a camada externa do cérebro, observou a equipe, e eventualmente o tamanho do equipamento poderá ser miniaturizado para caber em uma mochila. Os próximos passos, no entanto, são sobre como melhorar a pesquisa. Isso significa treinar os ratos para que os pesquisadores possam detectar mudanças em seu comportamento após a modulação do cérebro. Isso também significa registrar padrões reais de atividade cerebral no córtex, de modo que eles possam reproduzi-los usando o modulador cerebral holográfico para ver se eles provocam a mesma resposta. A pesquisa da equipe foi publicada na revista Nature.
Imagine, por exemplo, um sistema de visão para cegos consistindo de uma câmera que poderia converter as imagens vistas por suas lentes na atividade cerebral associada à visualização dessas imagens. Ou um membro prostético que poderia transmitir uma sensação de toque. "Isso tem um grande potencial para próteses neurais, já que tem a precisão necessária para o cérebro interpretar o padrão de ativação. Se você pode ler e escrever a linguagem do cérebro, você pode falar com ele em sua própria língua e pode interpretar a mensagem muito melhor ", disse Alan Mardinly, biólogo molecular e celular da UC Berkeley, e co-autor principal novo papel. "Este é um dos primeiros passos de um longo caminho para desenvolver uma tecnologia que poderia ser um implante cerebral virtual com sentidos adicionais ou sentidos aprimorados". O modulador cerebral holográfico ainda está em seus estágios iniciais, mas mostra-se promissor, tendo sido testado em camundongos de laboratório. [conteúdo embutido] Uma pequena seção tridimensional do cérebro do rato com 2.000 a 3.000 neurônios foi o alvo. Cada um desses neurônios foi suplementado, através de um vírus que fornece DNA para a célula, com uma proteína que ativa o neurônio quando é atingido por um flash de luz. Através de uma janela no crânio do rato que permite que a luz alcance o cérebro, os pesquisadores lançam pulsos de luz – até 300 vezes por segundo – cada um ativando até 50 neurônios de uma só vez. O grande desafio era segmentar células individuais. A equipe usou holografia gerada por computador, que dobra e foca a luz para criar um padrão 3D. Isso foi então projetado no tecido cerebral na superfície do córtex somatossensorial nos camundongos – especificamente, nos centros de toque, visão e motor. "O principal avanço é a capacidade de controlar os neurônios precisamente no espaço e no tempo", disse o co-autor do estudo, Nicolas Pégard. "Em outras palavras, atirar nos conjuntos muito específicos de neurônios que você quer ativar e fazê-lo na escala característica e na velocidade com que eles normalmente trabalham." Os camundongos estavam andando em esteiras com as cabeças imobilizadas para que o sistema de direcionamento funcionasse, portanto não foram observadas mudanças comportamentais. No entanto, a atividade cerebral dos camundongos, monitorada em tempo real, foi a mesma que se estivesse respondendo a um estímulo sensorial real, disseram os pesquisadores. Claro, ainda há muito trabalho a ser feito. A tecnologia só funciona em uma parte muito pequena do cérebro atualmente, e o equipamento para fazê-lo é enorme. A tecnologia pode ser ampliada para atingir mais a camada externa do cérebro, observou a equipe, e eventualmente o tamanho do equipamento poderá ser miniaturizado para caber em uma mochila. Os próximos passos, no entanto, são sobre como melhorar a pesquisa. Isso significa treinar os ratos para que os pesquisadores possam detectar mudanças em seu comportamento após a modulação do cérebro. Isso também significa registrar padrões reais de atividade cerebral no córtex, de modo que eles possam reproduzi-los usando o modulador cerebral holográfico para ver se eles provocam a mesma resposta. A pesquisa da equipe foi publicada na revista Nature.
