As interfaces cérebro-computador (BCI) funcionam com o princípio de que mudanças mensuráveis na atividade elétrica do cérebro ocorrem apenas pensando em executar uma tarefa. Os sinais podem ser lidos por um EEG (eletroencefalografia) e convertidos em sinais de controle através de um sistema de aprendizado de máquina.
As interfaces cérebro-computador (BCI) funcionam com o princípio de que mudanças mensuráveis na atividade elétrica do cérebro ocorrem apenas pensando em executar uma tarefa. Os sinais podem ser lidos por um EEG (eletroencefalografia), avaliado e convertido em sinais de controle através de um sistema de aprendizado de máquina, que pode ser usado para operar um computador ou uma prótese. Em um estudo recentemente publicado no Journal of Physiology, pesquisadores do Instituto Max Planck de Ciências Cognitivas e do Cérebro Humano de Leipzig, da Universidade Pública de Navarra e da TU Berlin demonstraram que após apenas uma hora de treinamento com um BCI, mudanças significativas podiam ser detectadas em cérebros dos sujeitos de teste, o que significa que o treinamento com o BCI também tem repercussões diretas na estrutura e função neuronais do cérebro.
O estudo interdisciplinar examinou a influência de dois tipos diferentes de BCI no cérebro de sujeitos de teste sem experiência anterior com essa tecnologia. O primeiro subgrupo teve a tarefa de imaginar que eles estavam movendo os braços ou os pés, ou seja, uma tarefa que requer o uso do sistema motor do cérebro. A tarefa atribuída ao segundo grupo abordou o centro visual do cérebro, exigindo que reconhecessem e selecionassem letras na tela. A experiência mostra que os sujeitos de teste obtêm bons resultados em tarefas visuais desde o início e que o treinamento adicional não melhora esses resultados, enquanto o tratamento do sistema motor do cérebro é muito mais complexo e requer prática. A fim de documentar possíveis alterações, os cérebros dos sujeitos de teste foram examinados antes e após cada experimento de BCI usando um processo de visualização especial - MRT (tomografia de ressonância magnética).
"Sabemos que o treinamento físico intensivo afeta a plasticidade do cérebro", diz o Dr. Till Nierhaus, do Instituto Max Planck de Ciências Cognitivas e do Cérebro Humano. Plasticidade refere-se à capacidade do cérebro de alterar, dependendo de como é usado. Os cientistas distinguem aqui entre plasticidade funcional, onde as mudanças ocorrem apenas na intensidade dos sinais entre as sinapses individuais e plasticidade estrutural. Plasticidade estrutural refere-se a uma mudança nas células nervosas ou mesmo à formação de novas células nervosas. "Perguntamos a nós mesmos se esses impactos na plasticidade do cérebro também ocorreriam em tarefas experimentais puramente mentais da BCI, ou seja, se os participantes do teste pensassem em uma tarefa sem realizá-la", diz a Dra. Carmen Vidaurre, pesquisadora da Universidade Pública de Navarra.
Os resultados mostraram, de fato, mudanças mensuráveis precisamente nas regiões do cérebro especificamente necessárias para a realização das tarefas. Em outras palavras, alterações nas áreas visuais do cérebro nos sujeitos de teste, dada a tarefa visual e alterações na área motora nos sujeitos de teste que praticaram imaginar mover uma parte do corpo. É particularmente interessante notar que as mudanças ocorreram em períodos muito curtos de tempo (uma hora) usando o BCI, em vez de semanas, como é o caso do treinamento físico. "Ainda não está claro se essas mudanças também ocorreriam se os sujeitos do teste não recebessem feedback pelo sistema BCI de que seus sinais cerebrais poderiam ser lidos com sucesso", ressalta o Dr. Nierhaus. No entanto, os resultados demonstram em geral que os efeitos do treinamento com uma interface cérebro-computador podem ter benefícios terapêuticos ao estimular regiões específicas do cérebro.
"A especificidade espacial dos impactos alcançados com o BCI pode ser usada para atingir as áreas do cérebro afetadas por derrames", explica o professor Arno Villringer, diretor do departamento de neurologia do MPI de Cognição Humana e Ciências do Cérebro. "Os processos de aprendizado de máquina servem para decodificar ou traduzir as atividades da BCI em sinais de controle", acrescenta o professor Klaus-Robert Müller, professor de aprendizado de máquina. "Essa é a única maneira de converter atividades individuais da BCI em sinais de controle sem longos períodos de treinamento. Essa leitura personalizada da BCI será decisiva para determinar se a tecnologia poderá ser usada em sistemas de reabilitação no futuro".
Referência : Nierhaus, T., Vidaurre, C., Sannelli, C., Mueller, K.-R. & Villringer, A. (sd). Plasticidade cerebral imediata após uma hora de interface cérebro-computador (BCI). O Jornal de Fisiologia, n / a (n / a). https://doi.org/10.1113/JP278118
Fonte: Technnology Networks (Google Tradutor)
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