Senso-percepção virtual

senso-percepcao-virtualO desafio de desenvolver próteses motoras mais eficientes, capazes não apenas de obedecer aos comandos do cérebro, como também captar informações sensoriais externas, está mais próximo de ser vencido. Um sistema criado por um pesquisador brasileiro permitiu que macacos movimentassem um braço virtual apenas com o pensamento e, após tocarem objetos mostrados na tela de um computador, distinguissem as diferentes texturas associadas a eles.

O feito foi descrito em um artigo publicado no site da revista Nature pela equipe do neurocientista brasileiro Miguel Nicolelis, professor da Universidade Duke, nos Estados Unidos. Nicolelis trabalha há anos em um projeto – chamado “Walk Again” (“andar novamente”) – para o desenvolvimento de uma espécie de veste robótica que permitiria a pacientes tetraplégicos recuperar seus movimentos e já obteve outros resultados relevantes. Até então, os sistemas que fazem a comunicação direta da atividade cerebral com dispositivos externos (chamados de interfaces cérebro-máquina) eram uma via de mão única. Ainda não era possível devolver ao cérebro informações como as obtidas pelo tato. Essas interfaces dependiam quase exclusivamente de um feedback visual. O novo sistema (agora denominado interface cérebro-máquina-cérebro) extrai movimentos de comando das áreas motoras do cérebro ao mesmo tempo em que leva para áreas envolvidas na percepção do toque informações que permitem distinguir sensações. Para obter essa comunicação bidirecional, os pesquisadores implantaram microfios em duas áreas do cérebro de dois macacos: o córtex motor e o córtex somatossensorial.

Numa primeira etapa, os macacos foram treinados a manipular, por meio de um joystick (um controle de videogame), um cursor de computador ou um braço virtual de forma a alcançar até três objetos dispostos na tela para identificar um deles previamente definido, o que lhes garantiria uma recompensa. Em seguida, o joystick foi desconectado e a manipulação passou a ser feita diretamente pela atividade dos neurônios do córtex motor. Os objetos, visualmente idênticos, eram diferenciados apenas pelo que os pesquisadores chamaram de texturas artificiais. A percepção de cada textura era gerada por um padrão específico de pulsos elétricos transmitido ao córtex somatossensorial sempre que os macacos passavam o braço virtual sobre um dos objetos. Veja o vídeo que mostra testes com o braço virtual controlado pelo cérebro:

A equipe observou ainda que a atividade dos neurônios do córtex motor representava os movimentos do cursor ou do braço virtual mesmo quando esses dispositivos estavam apenas sendo observados pelos macacos. Esses resultados, segundo os cientistas, apoiam sua ideia de que uma prótese de um membro pode ser incorporada ao circuito cerebral. Os pesquisadores acreditam que, no futuro, o uso dessas interfaces de comunicação bidirecional pode não se limitar a próteses de membros e incluir uma série de outros dispositivos. “As interfaces cérebro-máquina-cérebro podem efetivamente liberar o cérebro das restrições físicas do corpo”, avaliam no artigo. “Os macacos exploram objetos com a mão virtual e adquirem um sexto sentido”, resume Nicolelis.

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Com informações de: G1.


Cientistas fazem ratos se comunicarem por telepatia

A mais recente proeza dos cientistas da Universidade Duke, nos Estados Unidos, e do Instituto Internacional de Neurociência de Natal (IINN), no Rio Grande do Norte, parece saída de obra de ficção científica: eles conseguiram transferir informações entre os cérebros de dois ratos. Não, você não leu errado. Se já era possível conectar o cérebro de mamíferos a máquinas, os cientistas consideraram que podiam tornar o desafio um pouco mais complicado. Ligaram o cérebro de um rato a uma máquina e esta ao cérebro de outro roedor. Deu certo. O resultado do trabalho está descrito em artigo publicado no último dia 28 de fevereiro na revista Scientific Reports. No primeiro experimento, realizado na Universidade Duke, dois ratos tiveram microcircuitos implantados no córtex motor e no córtex tátil – áreas do cérebro relacionadas com os movimentos voluntários e a sensação de toque, respectivamente. O primeiro animal, chamado de “codificador”, foi treinado, sozinho, para realizar tarefas que exigiam a escolha correta entre duas opções de estímulos táteis ou visuais. Em um dos desafios, por exemplo, o roedor ganhava uma recompensa ao acionar uma alavanca sinalizada com uma luz.

Sua atividade cortical, manifestada por meio de impulsos elétricos, foi gravada, analisada e transferida para a área correspondente no cérebro do segundo rato, o “decodificador”, que aprendeu a tomar decisões de comportamento similares a partir apenas das informações fornecidas pelo cérebro do rato codificador. “Criamos a primeira forma de conexão cérebro-cérebro”, afirma o neurocientista brasileiro Miguel Nicolelis, que liderou o trabalho, em entrevista à CH On-line. Assista ao vídeo, em inglês, e veja um infográfico dos experimentos em que um rato transmite seu aprendizado ao outro:

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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”, diz 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”.

Os pesquisadores mostram no trabalho que a transferência de informações entre cérebros não tem limite de distância. Em outro teste, eles repetiram os procedimentos anteriores, porém com os ratos separados por 6,5 mil quilômetros de distância: enquanto o codificador estava na sede do IINN, em Natal-RN, o decodificador estava em um laboratório da Universidade Duke, no estado da Carolina do Norte (EUA). Os dados foram transferidos por meio da internet. Apesar de o tempo de transmissão dos impulsos elétricos ter aumentado em 10 vezes, os resultados foram semelhantes aos obtidos nos experimentos anteriores. De acordo com o neurocientista, embora nos experimentos as transferências tenham sido feitas em tempo real, as informações do cérebro do rato codificador poderiam também ser gravadas e armazenadas em um computador para serem decodificadas em outro momento pelo segundo animal. Ele afirma ainda que teoricamente a troca de informações funciona também entre outras partes do cérebro.

Para Nicolelis, a grande importância do feito está em avançar no conhecimento sobre os limites da plasticidade cerebral. “Futuramente a mesma tecnologia poderá ser utilizada na reabilitação de pacientes que perderam a atividade em determinadas áreas do cérebro, por trauma ou derrame, por exemplo”, acrescenta. “Podemos pensar na reconexão das diferentes regiões por meio de uma interface eletrônica”. Nesse caso, explica, a interligação seria feita dentro de um mesmo cérebro. Teoricamente, a transferência de informação pode ser feita também entre dois cérebros humanos, mas o neurocientista afirma que não há qualquer interesse em fazer esse tipo de experimento. Para ele, a tecnologia, aplicada em ratos ou macacos – outra espécie que deve ser utilizada futuramente –, é suficiente para o que se pretende com os estudos. Ele considera não haver possibilidade de questionamentos éticos no uso de animais.

O procedimento descrito no artigo teria outro emprego promissor, na visão de Nicolelis: a criação de um sistema de computação orgânico, que poderia revolucionar a área de processamento de dados. “Estamos começando um experimento para testar uma arquitetura de informação que não seja algorítmica, que está por trás do funcionamento dos computadores que usamos hoje”. O sistema funcionaria a partir da ligação entre redes de cérebros de animais, que seriam utilizados para troca, processamento e armazenamento de informações. Além de Nicolelis, assinam o artigo Miguel Pais-Vieira, Mikhail Lebedev e Jing Wang, todos da Universidade Duke, e Carolina Kunicki, do IINN, que ficou responsável pela transferência de equipamentos para Natal e realização da parte dos experimentos no Brasil.

Infográfico: IstoÉ.


Homem amputado controla braços robóticos com a mente

Uma das grandes metas da robótica é conseguir substituir membros amputados com próteses capazes de operar apenas com o controle da mente. Um novo objetivo foi atingido quando Les Baugh, um homem que perdeu seus dois braços há 40 anos, se tornou o primeiro a controlar simultaneamente duas próteses robóticas apenas pensando. O paciente utilizou membros prostéticos modulares desenvolvidos pelo Laboratório de Física Aplicada Johns Hopkins, nos Estados Unidos. A técnica depende de uma cirurgia prévia, chamada de reinervação muscular dirigida, que permite que os nervos restantes sejam utilizados para interpretar comandos para o braço prostético.

Baugh precisou aprender a comandar os membros antes de eles serem implantados. Ele precisou treinar o padrão de reconhecimento do membro, que utiliza algoritmos que identifica individualmente os músculos e como eles se intercomunicam, sua amplitude e frequência. Estas informações são traduzidas em instruções para o membro robótico. Depois, foi necessário criar um encaixe customizado, que se conecta com os nervos e funcionam como suporte para os novos membros. Ele também pode utilizar este suporte para treinar em realidade virtual. Só então ele recebeu as próteses, com as quais ele conseguiu realizar algumas tarefas como mover um copo de uma prateleira para outra mais alta. O movimento parece simples, mas requer a coordenação de oito movimentos separados. O próximo passo para Les Baugh é ir para sua casa com os dois braços robóticos e utilizá-los em seu cotidiano para ver se os resultados a longo prazo são bons.

Fonte: CNET.

Cinco falhas psicológicas comuns e cinco estranhos sintomas de doenças mentais

Cinco falhas psicológicas comuns

1. Pareidolia: Sabe quando alguém cisma que está vendo a imagem de um santo em uma mancha na janela ou quando você distingue o formato de animais em nuvens? Esse fenômeno se chama pareidolia e acontece quando interpretamos um estímulo totalmente vago (uma imagem, som ou outros tipos de sinais) como algo cheio de significado. Tudo por causa da mania do cérebro em procurar padrões em tudo. O teste de Rorschach – aquele das pranchas com manchas de tinta em que você tem de dizer o que está vendo – foi criado para explorar a pareidolia e sua possibilidade de revelar o que há na mente.

2. Falácia do jogador: A “falácia do jogador” ou “falácia de Gambler” é a tendência a achar que eventos relacionados a probabilidades podem ser influenciados por eventos aleatórios anteriores. Para entender: você joga uma moeda 3 vezes e em todas elas dá coroa. Em que apostaria na quarta vez? A tendência é acharmos que, se já saiu coroa 3 vezes, a próxima deverá ser cara. Mas a probabilidade, é claro, continua sendo a mesma: há 50% de chance de sair cara e 50% de sair coroa, não importa quantas vezes tenha saído cada um dos lados. Pode parecer óbvio, mas esse erro de pensamento é responsável por fazer com que muita gente perca dinheiro em jogos de azar.

3. Ilusão do controle: Você sabe por que as pessoas que estão jogando dados em um cassino costumam soprá-los ou agitá-los bem antes de lançá-los à mesa? Tudo culpa da chamada ilusão do controle. Trata-se da tendência de acreditar que podemos controlar ou, pelo menos, influenciar acontecimentos sobre os quais não temos nenhum controle. Quando acertam o resultado do lançamento de um dado, por exemplo, a pessoa interpreta isso como a confirmação de que tem algum controle sobre o evento, sem considerar que havia, de fato, 1/6 de chance de acertar. Essa falha cognitiva está ligada à superstição e é responsável por fazer as pessoas repetirem certos rituais, como soprar os dados, usar um “anel da sorte” ou coisa do tipo, achando que poderá influenciar o futuro.

4. Desconto hiperbólico ou gratificação instantânea: O que você prefere: ganhar R$ 500 hoje ou R$ 1.000 daqui a seis meses? A maioria das pessoas age como uma criança nessa hora e preferiria garantir os R$ 500 na hora a esperar seis meses, mesmo que seja para receber uma quantia duas vezes maior. O viés do desconto hiperbólico ou gratificação instantânea faz com que sempre prefiramos benefícios imediatos a gratificações posteriores, mesmo que isso envolva perdas. É o que ocorre com quem prefere comprar algo a prazo em vez de poupar e esperar um pouco para pagar à vista, ainda que os juros a serem pagos quase dobrem o valor da mercadoria.

5. Efeito placebo: Esse é famoso. Ocorre quando uma substância sem nenhuma propriedade medicinal é dada a um doente com a promessa de que irá curá-lo e acaba realmente melhorando os seus sintomas. Esse fenômeno é tão forte que chegam a ocorrer alterações fisiológicas na pessoa – mas, diferente de um tratamento de verdade, os efeitos são passageiros. Por isso, o efeito placebo é usado em testes para determinar se determinados medicamentos funcionam ou não. Saiba mais nos vídeos abaixo:


Cinco estranhos sintomas de doenças mentais

1. Vontade de comer o que não é comestível: Tecnicamente, alotriofagia. O nome é difícil, mas a denominação popular da alotriofagia é ainda mais estranha: síndrome de pica. Trata-se de uma referência a um pássaro comum na Europa, o pica pica, que tem por hábito encher a pança com quase tudo que encontra pela frente. O bicho come não apenas insetos mas também pedrinhas, galhos e qualquer outra coisa que lhe passe goela abaixo. E é exatamente isso o que acontece com uma pessoa acometida por essa síndrome. Quem sofre desse mal desenvolve apetite compulsivo por alguma coisa específica que, além de não comestível, pode fazer um belo estrago no organismo.

As mais comuns são terra, giz, carvão e gelo. Mas há relatos de pacientes que preferem piolas de cigarro, cola, objetos metálicos ou de madeira, tinta, sabão e até fezes. Sabe-se que a alotriofagia pode atingir pessoas de todas as idades e sexos, embora seja mais comum em crianças e mulheres grávidas – principalmente se estiverem subnutridas. Essa constatação leva alguns pesquisadores a acreditar que uma das causas da síndrome possa ser a carência de determinados nutrientes. Não há, porém, qualquer comprovação científica dessa tese. No meio acadêmico, inexiste uma explicação consensual sobre a causa do transtorno. Muitos pacientes de alotriofagia têm histórico de outros problemas neurológicos – o que é preocupante, porque essa condição pode levá-los a comer objetos cortantes ou perfurantes, como pregos e agulhas. Ainda que certas substâncias ingeridas não representem risco imediato de morte, outros riscos estão associados, como obstrução intestinal, intoxicação e contaminação parasitária.

2. Sotaque estrangeiro: Acredite: tem gente que, de uma hora para outra, começa a falar com sotaque estrangeiro. Não pense que é brincadeira, nem que seja o efeito de uma longa viagem ao exterior. Do nada, o sujeito sai falando como se fosse espanhol, alemão, francês, americano, japonês… Mesmo que jamais tenha pisado em nenhum desses países. O fenômeno é raríssimo. Um dos casos mais famosos foi registrado na Europa durante a 2ª Guerra Mundial. Em 1941, uma jovem norueguesa sobreviveu a um ataque desferido pela Luftwaffe, a temida força aérea de Hitler. Ao recobrar a consciência, no entanto, ela estava pronunciando as palavras de uma maneira estranha. E adivinhe: seu sotaque era justamente alemão. A pobre moça acabaria hostilizada por seus conterrâneos – além de ferida no bombardeio, ficaria com fama de vira-casaca.

Não há estudos conclusivos sobre a origem da síndrome. Mas os casos identificados desde 1907, quando o distúrbio foi descrito pela primeira vez, demonstram que ele costuma se manifestar em vítimas de derrames cerebrais. Estariam no grupo de risco também aqueles que sofrem acidentes – como nossa amiga norueguesa – e têm afetadas pequenas partes do cérebro responsáveis pela percepção e pela articulação da fala. O aparente sotaque (na verdade, uma dificuldade para pronunciar certos fonemas) é incontrolável. E pior: alguns nem percebem que estão falando diferente. Só notam quando ouvem a própria voz numa gravação. Segundo Jack Ryalls, especialista em desordens da comunicação e professor da University of Central Florida, nos EUA, o sintoma desaparece sozinho em um terço dos casos. “Mas ainda não sabemos por que apenas alguns portadores da síndrome se recuperam espontaneamente”, conclui.

3. Síndrome da mão alienígena: Dá para imaginar quantas situações constrangedoras – ou até perigosas – alguém encararia se, de repente, perdesse o controle sobre uma das mãos. Já pensou se ela resolvesse desrespeitar a namorada de um lutador de jiu-jítsu? Parece piada de mau gosto, mas pode acontecer de verdade com pessoas que sofrem de um distúrbio neurológico conhecido como “síndrome da mão alienígena”. O problema é conhecido desde 1908. Não se trata de loucura, apenas do resultado de uma falha do cérebro que, aparentemente, pode ser provocada por derrames, tumores cerebrais ou pancadas muito fortes na cabeça. “Os pacientes frequentemente relatam que uma das mãos (o mais comum é que seja a esquerda) começa a se comportar como se tivesse vontade própria, agindo de maneira surpreendente e muitas vezes indesejada”, afirma o neurologista italiano Sergio della Salla, professor de neurociência da Universidade de Edimburgo, na Escócia. “São movimentos complexos, dirigidos a um determinado objetivo e executados com precisão, ainda que claramente não intencionados”. Em casos graves, diz Della Salla, o paciente pode até tentar se autoestrangular enquanto dorme.

Embora identificada há mais de um século, pouca coisa se descobriu sobre a síndrome até agora. Uma das explicações para o distúrbio pode estar relacionada à independência dos hemisférios cerebrais (o esquerdo controla o lado direito do corpo, e vice-versa). Os defensores dessa tese costumam citar testes feitos na década de 1990 na Universidade da Califórnia, nos quais portadores do distúrbio tiveram os olhos vendados e seguraram objetos facilmente identificáveis pelo tato em cada mão. Com a direita, não encontraram dificuldade para reconhecê-los. Já com a esquerda, o resultado foi oposto – presumivelmente porque o hemisfério direito não conseguiu transmitir a informação para o esquerdo. Essa falha de comunicação estaria na origem da síndrome. A mão alienígena não tem cura. Mas alguns dos poucos pacientes conhecidos apresentam melhora espontânea – como se o cérebro, subitamente, aprendesse a compensar a disfunção.

4. Acreditar que está morto: Gente supostamente capaz de conversar com os mortos é algo relativamente comum. Difícil é encontrar alguém que, vivinho da silva e olhando nos seus olhos, jure que está morto. Essa situação absolutamente surreal pode acontecer. Basta que você se depare com uma pessoa que sofra do chamado delírio de Cotard. Vítimas desse distúrbio nem sempre acreditam apenas que já morreram. Algumas afirmam que não têm mais sangue correndo nas veias. Outras, que perderam algum órgão. E há também as que pensam estar em decomposição. Nos casos extremos, o paciente passa a dizer que virou imortal – pois tem certeza de que morreu, mas continua circulando por aí. Os delírios seriam cômicos se não fossem trágicos. Entre os que sofrem dos graus mais severos da síndrome, não são raros casos de suicídio.

Um dos registros mais curiosos de que se tem notícia ocorreu com um paciente que, após ter alta de um hospital na Escócia, foi levado para a África do Sul. Chegando lá, convenceu-se de que acabara de desembarcar no inferno. A síndrome de Cotard – assim batizada por ter sido descrita, em 1880, pelo neurologista francês Jules Cotard – é um mistério que já dura 130 anos. Suas causas continuam obscuras, apesar do grande avanço conquistado pela neurociência nas últimas décadas. Para alguns cientistas, a origem dos delírios pode estar relacionada a um corte na conexão entre as regiões cerebrais responsáveis pelo reconhecimento facial e aquelas que associam emoções ao semblante humano. Outros acreditam que exista uma ligação entre a doença e outra síndrome de natureza neurológica: a de Capgras, que veremos mais adiante. De fato, existe na literatura médica um caso de paciente que sofreu das duas disfunções simultaneamente. Mas um só registro não pode ser usado como prova científica – até porque vários pacientes trazem consigo um histórico de esquizofrenia e distúrbio bipolar.

5. Síndrome de Capgras: Tão estranha quanto o delírio de Cotard é a síndrome de Capgras. Seu sintoma mais típico renderia um bom filme de ficção científica: o paciente acredita que alguém bem próximo a ele – pais, cônjuge, filho – foi substituído por um clone. Isso quer dizer que o doente reconhece as características físicas da pessoa, mas não tem dúvida de que se trata de um impostor. A origem do distúrbio parece ser a mesma da que se especula para Cotard: perda de conexão entre a área do cérebro responsável pelo reconhecimento facial e aquela que armazena informações emocionais sobre a pessoa que o paciente julga ter sido clonada. Em 1984, um estudo publicado pelo psicólogo Russell Bauer reforçou essa hipótese ao mostrar que, quando viam o suposto clone, portadores da síndrome apresentavam respostas galvânicas (sinais elétricos mensuráveis na pele), indicando um reconhecimento emocional, mas não consciente.

Em compensação, outro estudo, feito em 1990 pelo psicólogo Hadyn Ellis, demonstrou o oposto: pacientes reconheciam conscientemente o alegado impostor, mas não apresentavam reação emocional. Para complicar ainda mais a situação dos cientistas, algumas vítimas de Capgras reconhecem o suposto clone quando conversam com ele sem estabelecer contato visual – por telefone, por exemplo -, o que demonstra que o problema, aparentemente, é com a imagem. Mas como explicar os casos de indivíduos cegos que também sofrem do distúrbio? Ninguém tem a resposta. Descrita em 1923 pelo psiquiatra francês Joseph Capgras, a síndrome – assim como o delírio de Cotard – é mais comum em pacientes com diagnóstico de esquizofrenia ou dano cerebral. A literatura médica aponta para um número maior de casos entre os que já passaram dos 40 anos, principalmente mulheres. O “impostor” mais frequente é o marido – e, como se pode facilmente imaginar, a convivência do casal fica muito complicada.

Fonte: Superinteressante.

Ilusão de ótica – falso movimento

Não dá pra acreditar 100% no nosso cérebro. Ilusões de ótica como as listadas abaixo “enganam” o sistema visual humano fazendo-nos ver o que não está presente na imagem ou fazendo-nos vê-la de um modo errôneo. Elas são criadas pela forma como o olho forma imagens e percebe cores, mas também se devem a “tilts” do cérebro. Algumas são de carácter fisiológico, outras de carácter cognitivo. Há ainda as brincadeiras geométricas e os truques de perspectiva que enganam nossos olhos e a nossa mente. Mas neste post selecionei apenas as ilusões de falso movimento.

NOTA: Embora não pareça, todas as imagens deste post são estáticas.

DDjOo

Com o molhar fixo no ponto ao cento da imagem, mova sua cabeça para frente e para trás, aproximando e afastando a vista da tela.
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