A interface cerebral-computadora permite que os usuários paralisados ​​personalizem seu senso de toque

Os cientistas da Faculdade de Medicina da Universidade de Pittsburgh estão um passo mais perto do desenvolvimento de uma interface cerebral-computador, ou BCI, que permite que pessoas com tetraplegia restaurem seu sentido perdido de toque.

Ao explorar um objeto representado digitalmente através de seu senso de toque artificialmente criado, os usuários descreveram o pêlo quente de um gato ronronante, a superfície rígida suave de uma chave da porta e a redondeza fria de uma maçã. Esta pesquisa, uma colaboração entre Pitt e a Universidade de Chicago, é publicada em Comunicações da natureza.

Em contraste com os experimentos anteriores em que o toque artificial muitas vezes parecia zumbido indistinto ou formigamento e não variava de objeto para objeto, os cientistas deram aos usuários da BCI o controle sobre os detalhes da estimulação elétrica que cria sensações táteis, em vez de tomar essas decisões. Essa inovação chave permitiu que os participantes recriassem uma sensação de toque que parecia intuitiva para eles.

“O Touch é uma parte importante da comunicação social não verbal; é uma sensação que é pessoal e que carrega muito significado”, disse o principal autor Ceci Verbaarschot, Ph.D., professor assistente de cirurgia neurológica e engenharia biomédica dos laboratórios necimentos da Universidade do Texas-Sul e ex-documentários de pós-doutorado em Pits Reproduct.

“Projetar suas próprias sensações permite que os usuários da BCI façam interações com objetos pareçam mais realistas e significativos, o que nos torna mais próximos de criar uma neuroprodética que parece agradável e intuitiva de usar”.

Uma interface cerebral-computadora é um sistema que converte a atividade cerebral em sinais que podem substituir, restaurar ou melhorar as funções do corpo que normalmente são controladas pelo cérebro, como o movimento muscular. Um BCI também pode ser usado para reparar o feedback danificado do corpo e restaurar sensações perdidas, estimulando diretamente o cérebro.

Na última década de pesquisa, os cientistas de Pitt ajudaram um homem paralisado a experimentar a sensação de toque através de um braço robótico controlado pela mente e mostrou que esse sentimento de toque artificial tornou a movimentação do braço robótico mais eficiente.

Ainda assim, essas sensações táteis eram imperfeitas e permaneceram semelhantes entre os objetos que tinham textura ou temperatura diferentes: apertar a mão de alguém parecia o mesmo que levantar uma rocha sólida e dura.

Agora, os pesquisadores estão mais próximos do objetivo de criar um senso de toque intuitivo.

No novo estudo, os usuários da BCI conseguiram projetar experiências táteis distintas para diferentes objetos exibidos na tela do computador e conseguiram adivinhar o objeto apenas pela sensação sozinha, embora imperfeitamente.

Procurando o toque perfeito parecia um jogo de “quente e frio” em uma sala escura de sensações táteis infinitas. Os cientistas pediram aos participantes do estudo, todos os quais perderam a sensação em suas mãos por causa de uma lesão na medula espinhal, para encontrar uma combinação de parâmetros de estimulação que pareciam acariciar um gato ou tocar em uma maçã, key, toalha ou torrada – enquanto explorava um objeto apresentado a eles digitalmente.

Todos os três participantes do estudo descreveram objetos em termos ricos e vívidos que faziam sentido lógico, mas também eram únicos e subjetivos: a um participante, um gato parecia quente e “tappy”; Para outro – suave e sedoso.

Quando a imagem foi retirada e os participantes tiveram que confiar apenas na estimulação, eles foram capazes de identificar corretamente um dos cinco objetos 35% das vezes: melhor que o acaso, mas longe de ser perfeito.

“Projetamos este estudo para atirar na lua e transformá -lo em órbita”, disse o autor sênior do estudo Robert Gaunt, Ph.D., professor associado de medicina física e reabilitação em Pitt.

“Os participantes tiveram uma tarefa realmente difícil de distinguir entre objetos apenas por sensação tátil e eles tiveram bastante sucesso. Mesmo quando cometeram erros, esses erros eram previsíveis: é mais difícil distinguir um gato e uma toalha, pois ambos são macios, mas eram menos propensos a confundir um gato para uma chave”.

O estudo representa um passo importante para invocar a sensação precisa do toque na mão paralisada de uma pessoa e criar um membro artificial que se integra perfeitamente ao mundo sensorial único de uma pessoa.