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5 de mar de 2013

Cientistas brasileiros conectam cérebros de animais

Em um feito inédito, sinais cerebrais foram enviados de um rato a outro, que os interpretou para realizar tarefa. Trabalho foi liderado pelo neurocientista Miguel Nicolelis, em laboratórios no Rio Grande do Norte e nos Estados Unidos.
 

Dois ratos – um deles situado no laboratório brasileiro e o outro no laboratório norte-americano – foram conectados diretamente pelos sinais elétricos produzidos no cérebro. Na experiência, o primeiro rato é chamado de “codificador” e o segundo de “decodificador”.


Assim, os cientistas conseguiram, pela primeira vez, conectar diretamente o cérebro de dois animais de forma que eles puderam se comunicar apenas pelos circuitos neurais.

Enquanto o rato codificador, situado em Natal, recebia estímulos simples – táteis ou visuais – para exercer uma tarefa. O rato decodificador, localizado em Durham, na Carolina do Norte (EUA), recebia apenas os pulsos elétricos do primeiro o que permitia que ele executasse a tarefa, ainda que não recebesse os estímulos externos diretamente.


Criamos a primeira forma de conexão cérebro-cérebro.
Prof. Miguel Nicolelis. Neurocientista.

A pesquisa foi liderada pelo neurocientista brasileiro Miguel Nicolelis, que trabalha na Universidade Duke, EUA, e no Instituto Internacional de Neurociências de Natal Edmond e Lily Safra (IINN-ELS), no Rio Grande do Norte.
Miguel nicolelis explica a interface cérebro-cérebro (em inglês)

O cérebro do decodificador passou a sentir o que os “bigodes” (chamados pelos estudiosos de "vibrissas", que é por onde os ratos tateiam) do codificador sentiam, sem perder a sensibilidade ao próprio corpo.


É como se você tivesse adquirido duas novas mãos, que você não comanda, mas sente.
Miguel Nicolelis.

A experiência foi chamada de "telepatia de ratos", "internet cerebral", "tweet mental entre ratos" entre outros adjetivos revolucionários por publicações online.


Seria exagero falar em telepatia, porque ela fala em transmissão espontânea. Mas estamos introduzindo um novo meio de comunicação entre animais.
Miguel Nicolelis

Cada vez mais perto da Matrix:
Downloads cerebrais já  podem ser esperados?
[Foto: Valor Econômico]
O trabalho publicado nesta quinta-feira (28) pela revista “Scientific Reports” descreve, na verdade, três experimentos feitos pela equipe – a interação direta entre os cérebros foi apenas o terceiro deles.

A primeira experiência foi feita com o estímulo visual. Num espaço com duas alavancas, uma luz indicava ao rato codificador qual delas ele deveria acionar para receber uma recompensa. Os sinais do cérebro dele eram captados e, a partir daí, os cientistas trabalhavam no computador e recriavam um padrão elétrico com os sinais que o decodificador deveria seguir, de forma a acionar a alavanca correta sem o sinal visual.

No segundo teste, os roedores foram colocados em locais separados, mas seus cérebros permaneceram continuamente conectados. O primeiro rato passou a receber uma recompensa extra quando o segundo era bem-sucedido nas tarefas. O resultado foi um comportamento ainda mais preciso em ambos.


Houve uma interação entre os cérebros dos animais, algo que não havíamos previsto.
Miguel Nicolelis

Depois de deixar os ratos praticando as tarefas por algum tempo, os pesquisadores analisaram a atividade cerebral de ambos. “Percebemos que os neurônios do córtex tátil do segundo animal passaram a responder não só a estímulos mecânicos de seus próprios bigodes, mas também dos bigodes do primeiro.”

Apesar da interação entre os sistemas nervosos, o neurocientista explica que não há uma comunicação em nível consciente. “O segundo rato não tem ciência da existência do primeiro.”

A estratégia foi repetida na experiência seguinte, que testava os estímulos táteis. Com os bigodes, o codificador media o diâmetro de um orifício por onde deveria passar. Mesmo sem senti-lo diretamente, o decodificador também conseguia saber essa medida, devido ao sinal cerebral feito pelo codificador.


A partir daí, os cientistas tentaram a experiência diretamente, sem que o sinal elétrico fosse trabalhado no computador. Na verdade, a transmissão dos sinais dos ratos foi, sim, via internet, mas com um programa que apenas repassava o padrão dos sinais elétricos.


Nós fizemos o mais simples possível, para ter menos intervenção de máquina.
Miguel Nicolelis

A experiência em questão foi feita entre dois indivíduos diferentes, mas Nicolelis acredita que uma transmissão semelhante possa ser feita também entre duas regiões dentro de um mesmo cérebro.

Foi o que sua equipe fez em um estudo publicado duas semanas atrás, em que ratos puderam “sentir” a luz infravermelha (
Brasileiro cria sexto sentido em mamífero - BBA) com o uso de um receptor ligado à parte do cérebro responsável pelo tato. No futuro, o neurocientista brasileiro acredita que esse campo de estudo possa servir, por exemplo, para recuperar a visão de alguém que seja cego devido a uma lesão cerebral, por exemplo. Todavia, segundo ele, este não é o único campo que pode se beneficiar da descoberta.

Está abrindo novas áreas de pesquisas inéditas.
Miguel Nicolelis
Segundo ele, o objetivo é explorar os limites da capacidade de adaptação do cérebro, limites esses que ainda não foram alcançados.

Em experiências futuras, o pesquisador pretende unir a atividade do cérebro de vários animais para resolver questões ainda mais complexas – segundo ele, já há pesquisas em curso conectando quatro ratos.


Essa junção de cérebros é chamada de “Brainet”, um neologismo que une as palavras “cérebro” e “rede”, em inglês.

A união entre o cérebro de vários animais tentando resolver problemas cada vez mais complexos podem, segundo ele, ter aplicação também no campo da informática, formando o chamado “computador orgânico”.


Nós veremos como vários animais interagindo entre si vão resolver problemas que algoritmos não resolvem
Miguel Nicolelis.

A partir daí, desenvolvedores de softwares poderiam ter novas ideias na computação – segundo Nicolelis, há, inclusive, empresas de informáticas interessadas em investir na área.
Carolina Kunicki, uma das autoras do trabalho, participa do experimento com a transmissão de informações entre cérebros de ratos na sede do IINN, em Natal (RN). (foto: IINN-ELS)

Nicolelis fez ainda questão de enfatizar que o trabalho não seria possível sem a infraestrutura montada no IINN-ELS, em Natal. Lá, a pesquisadora Carolina Kunicki conduziu a parte brasileira dos estudos, que permitiu a conexão entre os dois ratos.
Professor da Universidade Duke, Nicolelis idealizou a construção do instituto no Nordeste brasileiro e conseguiu recursos públicos para ajudar a desenvolver a ciência na região.

Além de Carolina Kunicki, também assinam o estudo os pesquisadores Miguel Pais Vieira, Mikhail Lebedev e Jing Wang, da Universidade Duke.

Outro estudo

Na quarta-feira, outro estudo do laboratório de Nicolelis foi publicado pela revista “Journal of Neuroscience”. Neste trabalho, os cientistas mostraram que a atividade na parte do cérebro responsável pelo tato começa antes mesmo que o toque ocorra.

O experimento foi feito com ratos, e mostrou que os animais especulam o efeito que sentirão quando seus bigodes entrarem em contato com um objeto, o que é baseado na visão e nas características que o rato já conhece do objeto. Grosso modo, é como uma pessoa que sabe que vai se queimar se encostar em uma panela quente.

Essas recentes publicações devem amenizar as críticas. Recentemente, a relevância do projeto vinha sendo questionada por ex-colegas, que chegaram a publicar um 
manifesto questionando a conduta do pesquisador.

Fonte: G1Ciência HojeHuffington PostThe Verge

[Via BBA]