Projetor holográfico permite alterar atividade cerebral e simular sensações

Uma equipe de pesquisadores da Universidade de California Berkeley criou um mecanismo que permite estimular o cérebro de maneira a gerar (ou excluir) sensações, e até mesmo alterar memórias. O mecanismo se valhe de um "modulador cerebral holográfico", uma espécie de projetor de hologramas que emite luzes que estimulam neurônios específicos do cérebro.

Segundo o estudo publicado pelos pesquisadores, o sistema desenvolvido por eles consegue monitorar em tempo real a ativação de neurônios de uma parte muito pequena do cérebro. Nessa parte (um volume de 550 por 550 por 100 micrômetros), o sistema detecta sempre que neurônios são ativados; em seguida, ela é capaz de enviar estímulos a 50 neurônios por vez, 300 vezes por segundo. 

O resultado disso é que o sistema é capaz de simular uma sensação mesmo que ela não esteja acontecendo. Por exemplo: ao determinar que a visão de um alimento estimula determinados neurônios, o sistema consegue, em seguida, estimular artificialmente esses mesmos neurônios, efetivamente reproduzindo a sensação sem que o estímulo externo precise ser repetido. O vídeo abaixo mostra uma área de um cérebro de rato sendo monitorada e estimulada pelo sistema:

O sistema recebeu o nome de "3D-SHOT", uma sigla que, em tradução livre, significa optogenética holográfica tridimensional sem escaneamento com foco temporal. Para explicar esse palavreado todo: "optogenética" significa que o sistema ativa ou desativa células; "holográfica" porque os lasers estimulam células em pontos específicos dentro de um volume determinado (por isso também tridimensional). "sem escaneamento" porque ela não exige um sistema separado de escaneamento, e com foco temporal porque a duração dos estímulos é determinada. 

Ler e gravar no cérebro

Por enquanto, os pesquisadores testaram o sistema com sucesso em ratos de laboratório. Os ratos andavam por uma esteira sem poder mexer a cabeça e tiveram as áreeas de seus cérebros relacionadas a toque, visão e movimento estimuladas pelo sistema. Não foi possível notar qualquer mudança de comportamento nos ratos, mas análises do funcionamento de seus cérebros mostraram que eles responderam ao estímulo sensorial.

Num próximo passo, os pesquisadores estão treinando ratos para que eles consigam demonstrar uma resposta a esses estímulos. Eles também pretendem capturar padrões reais de atividade na parte do cérebro que estão estudando, para descobrir como usar o sistema holográfico para reproduzir sensações e percepções. 

Em outras palavras, o estudo é o primeiro passo na criação de uma ferramenta capaz de ler e gravar informações no cérebro. "A abilidade de 'conversar' com o cérebro tem o incrível potencial de ajudar a compensar danos neurológicos causados por doenças degenerativas ou lesões", disse Ehud Isacoff, um pesquisador de biologia molecular da Berkeley não envolvido com o estudo. "Gravando percepções no córtex humano, poderíamos fazer os cegos verem ou permitir que paraplégicos voltassem a ter sensação em suas áreas paralizadas", concluiu. 

 

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