A demonstração tão aguardada do Neuralink, na última sexta-feira, deixa mais perguntas do que respostas. Com uma apresentação repleta de promessas e visão, mas poucos dados, o evento cumpriu seu objetivo principal como uma sessão de recrutamento memorável para promover o crescimento da misteriosa empresa de implantes cerebrais.
Lançada há quatro anos com o apoio de Elon Musk, a Neuralink tem trabalhado em interfaces neurais futuristas que escutam perfeitamente os sinais elétricos do cérebro e, ao mesmo tempo, “escrevem” no cérebro com pulsos elétricos. No entanto, mesmo para os padrões do Vale do Silício, a empresa manteve um controle rígido sobre seu progresso, conduzindo internamente todas as manufaturas, pesquisas e testes com animais.
A visão de casar cérebros biológicos com artificiais não é exclusiva do Neuralink. A última década viu uma explosão nas interfaces cérebro-máquina – algumas implantadas no cérebro, outras nos nervos periféricos e algumas que ficam fora do crânio como um capacete. A ideia principal por trás de todas essas engenhocas é simples: o cérebro opera principalmente em sinais elétricos. Se pudermos explorar esses enigmáticos “códigos neurais” – a linguagem interna do cérebro – poderemos nos tornar os arquitetos de nossas próprias mentes.
Ajudar pessoas com paralisia a andarem de novo? Verificado e feito. Controlar membros robóticos com a mente? Feito. Reescrever os sinais neurais para combater a depressão? Check. “Gravar” a atividade elétrica por trás de memórias simples e reproduzi-las? Ensaios em humanos em andamento. Conectar mentes humanas em uma BrainNet para colaborar em um jogo tipo Tetris pela Internet? Possível.
Dado este pano de fundo, talvez a parte mais impressionante da demonstração não sejam as previsões elevadas do que as interfaces cérebro-máquina poderiam potencialmente fazer um dia. Até porque, em certo sentido, já estamos lá. Em vez disso, o que se destacou foi o próprio dispositivo Link redesenhado.
Um FitBit para o Cérebro
Na festa de “debutante” da Neuralink no ano passado, a empresa imaginou um implante neural sem fio com uma unidade de processamento de marfim elegante usada na parte de trás da orelha. Os eletrodos do próprio implante são “costurados” no cérebro com cirurgia robótica automatizada, contando com técnicas de imagem do cérebro para evitar vasos sanguíneos e reduzir o sangramento cerebral.
O problema com esse design, disse Musk, é que “ele tinha várias peças e era complexo. Você ainda não pareceria totalmente normal porque há algo saindo do seu ouvido.”
O protótipo no evento da semana passada veio em uma estrutura física muito diferente. Mais ou menos do tamanho de uma moeda grande, o dispositivo substitui um pequeno pedaço de seu crânio e fica alinhado com a matéria do crânio ao redor. Os eletrodos, implantados dentro do cérebro, conectam-se a este dispositivo tópico. Quando coberto por pêlos, o implante é invisível.
Musk prevê uma terapia ambulatorial em que um robô pode remover simultaneamente um pedaço do crânio, costurar os eletrodos e substituir o pedaço faltante do crânio pelo dispositivo. Segundo a equipe, o Link tem propriedades físicas e espessura semelhantes às do crânio, tornando a substituição uma espécie de copiar e colar. Uma vez inserido, o Link é então selado ao crânio com “supercola”.
“Eu poderia ter um Neuralink agora e você não saberia”, brincou Musk.
Para um dispositivo tão pequeno, a equipe incluiu uma gama admirável de recursos nele. O dispositivo “Link” possui mais de 1.000 canais, que podem ser ativados individualmente. Isso está no mesmo nível do Neuropixel, o crème de la crème das sondas neurais com 960 canais de gravação que atualmente é amplamente utilizado em pesquisas, inclusive pelo Allen Institute for Brain Science.
Comparado ao Utah Array, um sistema de implante lendário usado para estimulação cerebral em humanos com apenas 256 eletrodos, o Link tem uma vantagem óbvia em termos de densidade pura do eletrodo.
O que talvez seja mais impressionante, no entanto, é o seu processamento integrado para picos neurais – o padrão elétrico gerado pelos neurônios quando eles disparam. Os sinais elétricos são bastante caóticos no cérebro, e filtrar picos de ruído, bem como separar trens de atividade elétrica em picos, normalmente requer um pouco de poder de processamento. É por isso que, no laboratório, os picos neurais são geralmente registrados off-line e processados usando computadores, em vez de eletrônicos de bordo.
O problema fica ainda mais complicado quando se considera a transferência de dados sem fio do dispositivo implantado para um smartphone externo. Sem a compressão precisa e eficiente desses dados neurais, a transferência pode demorar tremendamente, drenar a vida da bateria ou aquecer o próprio dispositivo – algo que você não quer que aconteça a um dispositivo preso dentro do seu crânio.
Para contornar esses problemas, a equipe tem trabalhado em algoritmos que usam “formas características” de padrões elétricos que se parecem com picos para identificar com eficiência disparos neurais individuais. Os dados são processados no chip dentro do dispositivo do crânio. As gravações de cada canal são filtradas para eliminar ruídos óbvios e os picos são detectados em tempo real. Como diferentes tipos de neurônios têm suas formas características de spikes, o chip também pode ser configurado para detectar os spikes específicos que você está procurando. Isso significa que, em teoria, o chip poderia ser programado para capturar apenas o tipo de atividade neural em que você está interessado – por exemplo, para observar neurônios inibitórios no córtex e como eles controlam o processamento de informações neurais.
Esses dados de pico processados são então enviados para smartphones ou outros dispositivos externos por meio de Bluetooth para permitir o monitoramento sem fio. Ser capaz de fazer isso com eficiência tem sido um obstáculo nos implantes cerebrais sem fio – gravações neurais brutas são muito grandes para uma transferência eficiente, e a detecção automática de picos e compressão des