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Com avanços ocorrendo mais rapidamente do que em qualquer outro campo da ciência, muita coisa aconteceu na neurociência ao longo de 2019. Aqui estão três áreas de pesquisa em neurociência verdadeiramente impressionantes que desafiam nossas ideias preconcebidas sobre quem somos ou quem poderíamos ser.
Enquanto conversamos, neurocientistas do Instituto Max Planck de Antropologia Evolutiva estão literalmente construindo “mini-cérebros” geneticamente modificados com múltiplas versões de DNA neandertal. Usando a biotecnologia futurista de baixo para cima conhecida como CRISPR, esses mini-cérebros conterão aglomerados de neurônios vivos cultivados a partir de células-tronco, realizando atividade cerebral real.
Embora sejam muito pequenas para envolver qualquer comportamento complexo como a comunicação, espera-se que revelem diferenças na atividade cerebral fundamental que os neandertais podem ter tido. Dessa forma, a genética está fornecendo uma espécie de telescópio histórico para a neurociência, permitindo-lhe observar o funcionamento de cérebros antigos. Tudo isso a partir de DNA preservado em fragmentos ósseos por dezenas de milhares de anos.
E se você pensa que isso é algo tão simples quanto algumas células em uma placa de Petri… pense novamente. Os pesquisadores alemães planejam conectar os mini-cérebros neandertais a robôs para observar seus comportamentos. Mais ambicioso do que o enredo de um filme de ficção científica futurista, se bem-sucedido, o que será possível nos próximos anos é simplesmente inimaginável – robôs domésticos neandertais, alguém?!
Um dos maiores desafios enfrentados pelos neurocientistas é a grande dificuldade de estudar cérebros vivos. Mesmo em cérebros de pessoas falecidas recentemente, os neurônios se decompõem rapidamente nas horas seguintes à morte, literalmente se desintegrando. Para superar esse desafio, neurocientistas inovadores da Universidade de Yale criaram uma biotecnologia de vanguarda chamada BrainEx. Esse sistema de suporte de alta tecnologia foi projetado para manter as células cerebrais vivas, da mesma forma que o cabelo e as unhas continuam crescendo após a morte.
Colocando a tecnologia à prova, os pesquisadores usaram o BrainEx para restaurar a atividade sináptica e a circulação sanguínea em um cérebro de porco que estava morto havia quatro horas. O cérebro foi removido do porco e reanimado com um suprimento sanguíneo artificial usando uma mistura patenteada de agentes protetores, estabilizadores e de contraste. Isso ocorreu pouco antes do início da destruição das funções celulares e moleculares. A imagem abaixo mostra a diferença entre um cérebro de porco em processo normal de desintegração 10 horas após a morte (esquerda) e células com aparência saudável no cérebro de porco reanimado (direita).
E aqui entra a parte zumbi. Embora os neurônios estivessem sendo mantidos vivos e ativos, não havia atividade funcional de nível superior nos circuitos cerebrais – ou seja, vivos e mortos ao mesmo tempo. Essa transição da ficção à la Frankenstein para a realidade mostra como a neurociência pode transformar grandes questões éticas, do filosófico para o prático.
A biotecnologia não se limita a porcos zumbis; em princípio, funcionará com qualquer tipo de cérebro de mamífero... incluindo o humano! Essa descoberta tem um enorme potencial para aprimorar nosso conhecimento sobre o funcionamento da nossa própria mente. Ao mesmo tempo, parece assustadoramente próxima de trazer os mortos de volta à vida.
Em uma nota mais inspiradora, 2019 também testemunhou o desenvolvimento de um sistema computacional capaz de traduzir a atividade cerebral em fala sintetizada. Ele funciona decodificando os movimentos dos músculos envolvidos na fala por meio de impulsos nervosos analisados através da atividade eletrofisiológica. Os resultados de um experimento na Universidade da Califórnia, em São Francisco, mostraram que uma versão protótipo conseguiu interpretar a linguagem com sucesso por meio de sinais nervosos musculares, desde que a fala fosse lenta.
Os pesquisadores esperam aprimorar a biotecnologia para atingir velocidades de fala natural, que giram em torno de 150 palavras por minuto. Mesmo assim, isso já é bastante notável, considerando que apenas sinais cerebrais são medidos. Aqui está um vídeo demonstrando como padrões de atividade cerebral do córtex somatossensorial do falante, decodificados em movimentos do trato vocal, podem então ser interpretados como linguagem.
Muitos cientistas já tentaram resolver esse problema antes, sem sucesso. Esses pesquisadores adotaram uma nova abordagem, criando modelos de inteligência artificial para construir simulações do trato vocal. Na prática, a IA aprendeu por si só a partir de uma biblioteca de dados de experimentos de fala e treinou suas redes neurais para decodificar a linguagem a partir dos movimentos vocais. Esses avanços podem representar passos importantes na simulação da biologia humana em programas de computador para fins de pesquisa.
Do ponto de vista médico, muitos pacientes com problemas na garganta ou neurológicos, como AVC ou paralisia, podem perder completamente a capacidade de falar. Essa neurotecnologia, combinada com um smartphone, poderia permitir que pessoas sem voz se comunicassem normalmente em tempo real, no dia a dia, simplesmente pensando em falar.
No entanto, como a voz simulada requer apenas a leitura de uma pequena região da atividade cerebral, e a fala pode ser enviada para praticamente qualquer computador, então potencialmente qualquer pessoa poderia se comunicar de forma silenciosa e discreta com qualquer outra pessoa que possua um smartphone e fones de ouvido. Como esse sistema poderia ser bidirecional, ele representa uma solução neurotecnológica literal para a telepatia humana. As possibilidades são infinitas.
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