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Interface cérebro-computador traduz ondas cerebrais em quatro minutos

Interface cérebro-computador traduz ondas cerebrais em quatro minutos
As ondas cerebrais usadas para controlar equipamentos são como impressões digitais, o que exige um treinamento das redes neurais que hoje dura até seis semanas. O novo sistema faz isso em quatro minutos. [Imagem: Shijian Lu]

Uma nova técnica que elimina as semanas de treinamento necessárias para fazer fazer funcionar as interfaces cérebro-computador deverá acelerar e simplificar enormemente o desenvolvimento de novos equipamentos controlados diretamente pelas ondas cerebrais.

Interfaces neurais

As chamadas máquinas "controladas pelo pensamento" dependem de interfaces que coletem os sinais neurais no cérebro e os transformem em comandos para o controle dos equipamentos, sejam próteses inteligentes, cadeiras de rodas robotizadas ou mesmo consoles de jogos.

As interfaces neurais mais utilizadas foram desenvolvidas a partir da eletroencefalografia, um exame médico no qual eletrodos são colocados sobre o crânio para coletar e gravar a atividade elétrica dos neurônios disparando no cérebro.

Para conseguir controlar um determinado equipamento, o usuário primeiro deve ficar olhando para suas ondas cerebrais, captadas pelos eletrodos e mostradas em uma tela, e tentar controlar voluntariamente seus padrões.

Impressão digital cerebral

Mas esse processo pode levar semanas - geralmente de seis a oito semanas de treinamento exaustivo, tanto para o usuário quanto para a rede neural, o programa de computador que recebe e interpreta os sinais vindos do cérebro.

E, infelizmente, o treinamento de um usuário não serve para outros, porque o encefalograma de cada pessoa é tão individual quanto suas impressões digitais. Assim, cada usuário deve passar pelo mesmo processo longo e tedioso de treinamento.

P300

Agora, cientistas do Instituto de Pesquisas Infocomm, em Cingapura, conseguiram eliminar o processo de treinamento usando um pico de tensão específico no cérebro, conhecido como P300.

Acredita-se que o P300 esteja relacionado à reação a estímulos pouco frequentes, ocorrendo entre 0,3 e 0,6 segundo depois do estímulo.

A equipe do professor Shijian Lu descobriu que é possível construir um modelo genérico das características do sinal P300 e, a partir dele, derivar as características principais do encefalograma de cada indivíduo tão logo ele comece a usar o sistema.

Treinamento rápido do cérebro

Em menos de quatro minutos, a precisão do novo modelo já é tão bom quanto o modelo anterior treinado ao longo de semanas.

"Agora nós planejamos estudar a aplicação do nosso sistema de aprendizado semi-supervisionado em outros sistemas cérebro-máquina, como os usados nas percepções motoras empregadas na reabilitação de pacientes vítimas de derrame cerebral," disse o Dr. Lu.

Recentemente, uma equipe de pesquisadores norte-americanos desenvolveu uma interface neural portátil que também promete ajudar muito no desenvolvimento de equipamentos controlados pelo pensamento menores e mais práticos.

Bibliografia:

Unsupervised brain computer interface based on intersubject information and online adaptation
Lu, S., Guan, C., Zhang, H.
IEEE Transactions on Neural Systems and Rehabilitation Engineering
Vol.: 17, 135-145
DOI: 10.1109/TNSRE.2009.2015197




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