Cientistas usam luz LED para descodificar sinais cerebrais e identificar o que as pessoas vêem

Algumas doenças ou problemas fazem com que as pessoas estejam presas nas suas próprias mentes, capazes de pensar e sentir, mas incapazes de se expressar. Agora, uma equipa de cientistas demonstrou que pode usar a luz para detetar o que está a acontecer dentro da cabeça de alguém.

De acordo com o estudo publicado na revista NeuroImage, os investigadores usam luz LED emitida de fora da cabeça para dentro para detetar atividade na região do cérebro responsável pelo processamento visual e, em seguida, descodificar os sinais cerebrais para determinar o que a pessoa vê.

A realização deste método exigiu o desenvolvimento de ferramentas de neuro-imagem e técnicas de análise que podem ajudar a resolver o problema da descodificação da linguagem.

O estudo demonstra que a tomografia ótica difusa de alta densidade (HD-DOT) – uma tecnologia de imagem cerebral não invasiva e baseada em luz – é sensível e precisa o suficiente para ser potencialmente útil em aplicações como comunicação aumentada que não são adequadas para outros métodos de imagem.

“A ressonância magnética pode ser usada para descodificar, mas requer um scanner, e não se pode esperar que alguém se deite num scanner todas as vezes que quiser comunicar com o mundo externo”, explica o principal autor, Joseph P. Culver, professor de radiologia da Universidade de Washington.

Segundo o especialista, o novo método pode permitir que “os utilizadores sejam capazes de se sentar numa cadeira, colocar um boné e, potencialmente, usar essa tecnologia para comunicar com as pessoas. Ainda não chegamos lá, mas estamos a progredir. O que mostramos neste artigo é que, ao usar a tomografia ótica, podemos descodificar alguns sinais cerebrais com uma precisão acima de 90%, o que é muito promissor”.

Quando a atividade neuronal aumenta em qualquer região do cérebro, o sangue oxigenado avança para alimentar a atividade, sendo que o HD-DOT usa luz para detetar esse fluxo sanguíneo.

Os participantes da pesquisa usaram um boné com dezenas de fibras que transmitem a luz de pequenos LEDs para a cabeça. Depois de a luz ser transmitida pela cabeça, os detetores captam mudanças dinâmicas nas cores do tecido cerebral como resultado de mudanças no fluxo sanguíneo.

A equipa propôs-se a avaliar o potencial do HD-DOT para descodificar sinais cerebrais e os especialistas começaram com o sistema visual porque é uma das funções cerebrais mais bem compreendidas.

Há algum tempo, os neuro-cientistas elaboraram um mapa detalhado da parte visual do cérebro onde mostraram aos participantes padrões quadriculados numa tela, identificando as unidades 3D, conhecidas como voxels, que se tornaram ativas em resposta a cada padrão.

A descodificação é a tentativa de reverter o processo: detetar voxels ativos e, em seguida, deduzir qual padrão quadriculado desencadeou aquele padrão de atividade cerebral.

“Sabemos o que o participante está a ver, então podemos verificar o quão bem a nossa descodificação corresponde à realidade”, diz Culver.

Os resultados são um primeiro passo em direção ao objetivo final de facilitar a comunicação de pessoas que lutam para se expressar devido à paralisia cerebral, derrame ou outras condições que não lhes permitem falar livremente, diz o Futurity.

Ana Isabel Moura Ana Isabel Moura, ZAP //

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