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Cientistas conseguem reconstruir imagens em movimento a partir da leitura de atividade cerebral

Há pouco tempo, falei sobre uma pesquisa que foi capaz de descobrir em que as pessoas estavam pensavam a partir do mapeamento da sua atividade cerebral. Agora, um estudo liderado pelo neurocientista Jack Gallant, da Universidade de Berkeley, foi capaz de reconstruir vídeos que estavam sendo assistidos por alguém a partir da decodificação da atividade do seu cérebro. É a primeira vez que a ciência consegue reconstituir imagens em movimento captadas pelo cérebro.

Por meio da ressonância magnética funcional (RMF, atualmente o melhor método para medir a atividade cerebral), os cientistas mediram a atividade do córtex visual enquanto uma pessoa assistia a várias horas de filmes. Depois, esses dados foram usados para desenvolver modelos computacionais capazes de predizer o padrão de atividade cerebral que seria provocada por qualquer outro filme (ou seja, que não estivesse na seleção inicial usada para construir o modelo). Um segundo conjunto de filmes completamente diferente do primeiro foi assistido pelos voluntários e sua atividade cerebral foi novamente medida. Esses dados foram processados e permitiram a reconstrução dos vídeos vistos. A atividade cerebral foi medida a cada um segundo, e cada seção de um segundo do filme visto foi reconstruída em separado.

Como dá pra ver no vídeo, o resultado não é muito claro – as imagens são meio fantasmagóricas e imprecisas, então não espere poder ver seus pensamentos transmitidos em full HD tão cedo. Mas é um avanço e tanto, que poderá permitir, no futuro, a reconstituição de sonhos ou o diagnóstico de doenças. Os pesquisadores publicaram algumas perguntas e respostas para explicar melhor essas possíveis aplicações. Selecionamos as principais para quem estiver muito interessado:

Como funcionou a decodificação da atividade cerebral?

“Cada um dos bilhões de neurônios do córtex visual pode ser visto como um filtro que recebe um estímulo visual e produz uma resposta. No córtex visual anterior, estes filtros neurais são seletivos a recursos simples, como a posição espacial, direção de movimento e velocidade.  Como a ressonância magnética funcional não mede diretamente a atividade neural, mas sim alterações hemodinâmicas (ou seja, alterações no fluxo sanguíneo, volume e oxigenação do sangue) causadas por essa atividade, o nosso modelo de decodificação é feito a partir desses dados.”

Quais serão as futuras aplicações desse trabalho?

“A  leitura cerebral pode ser utilizada para auxiliar no diagnóstico de doenças (como a demência ou acidente vascular cerebral), para avaliar os efeitos de intervenções terapêuticas (quimioterapia, a terapia com células-tronco) ou como o coração computacional de uma prótese neural.”


Imagem de uma ressonância magnética do cérebro. Fonte: Wikipedia.

Será possível decodificar sonhos, memória e imaginação visual com essa técnica?

“Neurocientistas geralmente assumem que todos os processos mentais têm uma base neurobiológica concreta. Partindo deste pressuposto, deve ser possível, sim, a princípio, descodificar o conteúdo visual de processos mentais como sonhos, memória e imaginação. Os modelos computacionais de codificação em nosso estudo fornecem uma explicação funcional da atividade cerebral evocada por filmes. Não se sabe se os processos relacionados ao sonho e à imaginação ocorrem no cérebro de uma forma que é funcionalmente semelhante à percepção. Se forem, então deve ser possível usar as técnicas desenvolvidas neste trabalho para decodificá-los.”

Essa tecnologia poderá ser usada no trabalho de detetive, processos judiciais, julgamentos etc?

“O potencial uso desta tecnologia no sistema legal é questionável. Muitos estudos de psicologia já demonstraram que, seja por causa de um armazenamento inicial pobre de informações, alterações de memórias armazenadas ao longo do tempo e recordações imperfeitas, a testemunha ocular é notoriamente não-confiável. A memória tende a ser influenciada por outros eventos, pessoas e ensaios (aquela coisa de você ficar recordando das coisas vez após vez antes de testemunhar). Testemunhas oculares muitas vezes também alteram as histórias para dar um sentido lógico a eventos que não lembram bem. Assim, qualquer dispositivo de leitura cerebral que pretenda decodificar memórias armazenadas serão inevitavelmente limitados não apenas pela tecnologia em si, mas também pela qualidade das informações armazenadas. Afinal, uma leitura precisa de uma memória defeituosa só fornece informações enganosas. Portanto, qualquer aplicação futura desta tecnologia no sistema legal terá que ser abordada com extrema cautela.”

Seremos capazes de utilizar essa tecnologia para inserir imagens (ou filmes) diretamente no cérebro?

Não num futuro próximo. Não há tecnologia conhecida que possa remotamente enviar sinais ao cérebro de uma forma que seria organizada o suficiente para obter uma imagem visual ou pensamento significativo.”

Há alguma preocupação ética com este tipo de pesquisa?

“A tecnologia atual para decodificar a atividade cerebral é relativamente primitiva e exige muito tempo. Por isso, é improvável que ela possa ser usada em aplicações práticas tão cedo. Porém, tanto a tecnologia quanto os modelos computacionais estão melhorando continuamente. É possível que a decodificação da atividade cerebral possa ter sérias implicações éticas e de privacidade daqui, digamos, a 30 anos. Como uma analogia, considere o debate atual sobre a disponibilidade de informações genéticas. Sequenciamento genético está se tornando mais barato ano a ano, e em breve será possível que todos tenham seu próprio genoma sequenciado. Isto levanta muitas questões relativas à privacidade e à acessibilidade da informação genética individual. Os autores acreditam fortemente que ninguém deve ser submetido a qualquer forma de leitura cerebral involuntariamente, secretamente ou sem o consentimento informado completo.”

Leia também: E se pudéssemos ler pensamentos?

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