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Criado implante cerebral que aprende e evolui junto com o cérebro
Criado implante cerebral que aprende com o cérebro e evolui com ele
[Imagem: Arturo Sinclair/UF]
Pesquisadores da Universidade da Flórida, nos Estados Unidos, levaram vários passos adiante o conceito de implantes cerebrais e criaram uma interface cérebro-máquina que não apenas transforma sinais cerebrais em movimento, mas que também evolui com o cérebro à medida que ele aprende.
O implante cerebral mais avançado que existia até hoje funciona como um verdadeiro robô, sendo capaz de rastrear os neurônios para captar melhor os sinais dos neurônios. Mas esta é a primeira vez que uma interface neural consegue aprender e evoluir.
Interface cerebral inteligente
Em vez de simplesmente interpretar os sinais elétricos dos neurônios de determinadas partes do cérebro e utilizá-los para acionar uma mão ou uma perna robótica, o novo implante construído pela equipe do Dr. Justin Sanchez será capaz de se adaptar ao comportamento da pessoa ao longo do tempo e usar esse conhecimento acumulado para completar as tarefas motoras de forma mais eficiente.
"No grande quadro das interfaces cérebro-máquina, esta é uma mudança completa de paradigma," diz Sanchez. "Esta idéia abre todos os tipos de possibilidades sobre como interagimos com os dispositivos. Não se trata mais apenas de dar instruções, mas de como esses dispositivos podem nos assistir em um objetivo comum. Você conhece o objetivo, o computador conhece o objetivo e vocês trabalham juntos para completar a tarefa."
Comunicação de mão-dupla
Para que essa mudança de paradigma fosse possível, os pesquisadores transformaram o implante cerebral em um sistema de comunicação de mão-dupla, no qual a interface "ouve" os sinais do cérebro e transmite seus próprios sinais para os neurônios.
É como se o implante deixasse de ser uma simples prótese para se transformar em um verdadeiro assistente. Por enquanto o equipamento só foi testado em camundongos.
Movimentando um braço robótico com o pensamento
Para criar a interface cérebro-máquina inteligente, os pesquisadores desenvolveram um sistema que estabelece objetivos e dá prêmios quando esse objetivo é alcançado. Os ratos deviam mover um braço robótico apenas com seus pensamentos. Quando eles conseguiam, recebiam uma gota de água.
O objetivo do computador, por outro lado, era conquistar o maior número possível de pontos - quanto mais perto do objetivo o braço robótico chega, mais pontos o programa recebe.
Isto faz com que o programa detecte quais sinais do cérebro do rato leva-o a conquistar o maior número de pontos. Na próxima vez, o implante verifica se o pensamento do rato foi mais eficiente. Se não foi, ele induz os sinais correspondentes ao maior nível de eficiência já alcançado, tornando o processo mais eficiente para o rato.
Bibliografia:
Brain-Machine Interface via Reinforcement Learning
J. DiGiovanna, B. Mahmoudi, J. Fortes, J. C. Principe, Justin C. Sanchez
IEEE Transactions on Biomedical Engineering
July 2008
Vol.: In Press
Redação do Site Inovação Tecnológica
Criado implante cerebral que aprende com o cérebro e evolui com ele
[Imagem: Arturo Sinclair/UF]
Pesquisadores da Universidade da Flórida, nos Estados Unidos, levaram vários passos adiante o conceito de implantes cerebrais e criaram uma interface cérebro-máquina que não apenas transforma sinais cerebrais em movimento, mas que também evolui com o cérebro à medida que ele aprende.
O implante cerebral mais avançado que existia até hoje funciona como um verdadeiro robô, sendo capaz de rastrear os neurônios para captar melhor os sinais dos neurônios. Mas esta é a primeira vez que uma interface neural consegue aprender e evoluir.
Interface cerebral inteligente
Em vez de simplesmente interpretar os sinais elétricos dos neurônios de determinadas partes do cérebro e utilizá-los para acionar uma mão ou uma perna robótica, o novo implante construído pela equipe do Dr. Justin Sanchez será capaz de se adaptar ao comportamento da pessoa ao longo do tempo e usar esse conhecimento acumulado para completar as tarefas motoras de forma mais eficiente.
"No grande quadro das interfaces cérebro-máquina, esta é uma mudança completa de paradigma," diz Sanchez. "Esta idéia abre todos os tipos de possibilidades sobre como interagimos com os dispositivos. Não se trata mais apenas de dar instruções, mas de como esses dispositivos podem nos assistir em um objetivo comum. Você conhece o objetivo, o computador conhece o objetivo e vocês trabalham juntos para completar a tarefa."
Comunicação de mão-dupla
Para que essa mudança de paradigma fosse possível, os pesquisadores transformaram o implante cerebral em um sistema de comunicação de mão-dupla, no qual a interface "ouve" os sinais do cérebro e transmite seus próprios sinais para os neurônios.
É como se o implante deixasse de ser uma simples prótese para se transformar em um verdadeiro assistente. Por enquanto o equipamento só foi testado em camundongos.
Movimentando um braço robótico com o pensamento
Para criar a interface cérebro-máquina inteligente, os pesquisadores desenvolveram um sistema que estabelece objetivos e dá prêmios quando esse objetivo é alcançado. Os ratos deviam mover um braço robótico apenas com seus pensamentos. Quando eles conseguiam, recebiam uma gota de água.
O objetivo do computador, por outro lado, era conquistar o maior número possível de pontos - quanto mais perto do objetivo o braço robótico chega, mais pontos o programa recebe.
Isto faz com que o programa detecte quais sinais do cérebro do rato leva-o a conquistar o maior número de pontos. Na próxima vez, o implante verifica se o pensamento do rato foi mais eficiente. Se não foi, ele induz os sinais correspondentes ao maior nível de eficiência já alcançado, tornando o processo mais eficiente para o rato.
Bibliografia:
Brain-Machine Interface via Reinforcement Learning
J. DiGiovanna, B. Mahmoudi, J. Fortes, J. C. Principe, Justin C. Sanchez
IEEE Transactions on Biomedical Engineering
July 2008
Vol.: In Press
Redação do Site Inovação Tecnológica