As memórias são um dos resultados mais surpreendentes, impressionantes e, ao mesmo tempo, pouco estudados do trabalho dos mecanismos neurofisiológicos do nosso corpo. Afinal, de alguma forma a combinação do trabalho de minúsculas sinapses em nosso cérebro e a ativação de neurônios com sua ajuda permite que imagens daquelas coisas que lembramos apareçam em nossa cabeça. A soma de todas as nossas memórias nos torna quem somos. Eles são nós em todos os aspectos. Sem eles, deixaríamos de ser quem somos.
Em um dos episódios da série britânica de ficção científica "Black Mirror" (que não assistiu - eu recomendo muito), que fala sobre nosso possível futuro distópico, foi dito sobre um minúsculo dispositivo que é implantado atrás da orelha de uma pessoa e dá a ela a capacidade de não apenas lembrar rapidamente de alguns um momento do passado, mas também "jogue" esse momento em sua cabeça com detalhes incrivelmente claros, como um filme na tela diante de seus olhos.
Theodore Berger, um engenheiro biomédico da University of Southern California, não promete esse nível de memória (o que talvez seja o melhor), mas vem trabalhando em implantes de memória semelhantes há muito tempo. O dispositivo, implantado diretamente no cérebro, graças a um método especial de estimulação elétrica de uma parte do cérebro, é capaz de imitar as funções do hipocampo, permitindo a formação de memórias. Os testes das primeiras modificações de tal dispositivo foram realizados em ratos e macacos de laboratório. De acordo com o cientista, é hora de começar a testar esse dispositivo em humanos.
O dispositivo de Berger é baseado na teoria de como o hipocampo transforma memórias de curto prazo (como onde você coloca suas chaves) em memória de longo prazo (você pode lembrar mais tarde onde as colocou). O cientista conduziu seus primeiros experimentos em coelhos: primeiro ele tocou um certo som e depois soprou em seus rostos, forçando-os a piscar. Ele logo notou que depois que o som foi ouvido, os coelhos começaram a piscar mesmo sem serem expostos à corrente de ar. Berger decidiu registrar a atividade do hipocampo neste momento usando um encefalograma (ele conectou eletrodos à cabeça do coelho que liam a atividade cerebral) e descobriu que os coelhos aprenderam a associar o som que soa com o efeito posterior do fluxo de ar sobre eles. A imagem do encefalograma mostrouque os sinais no hipocampo neste momento mudam de uma maneira completamente previsível.
“Por meio do treinamento, o hipocampo se envolveu ativamente na modificação dos circuitos dos impulsos (sinais)”, comenta Gregory Clarke, ex-aluno de Berger e professor de engenharia biomédica na Universidade de Utah (EUA).
O próprio Berger deu a esse esquema de pulsos aplicados o nome de "código espaço-tempo". E esse código é determinado por quais neurônios no cérebro participam da transmissão do sinal e quando exatamente essa transmissão ocorre.
“A transmissão do código de espaço-tempo através das diferentes camadas do hipocampo ao longo do tempo o transforma em um código de espaço-tempo diferente. Ainda não sabemos por que, mas quando o faz, o código de tempo-espaço resultante é o que o resto do cérebro pode perceber como memória de longo prazo”, explica Berger.
O código de saída é uma memória que o resto do cérebro usa como um sinal legível e compreensível. No caso dos coelhos, faz com que pisquem ao ouvir determinado som. De acordo com Berger, ele conseguiu derivar um modelo matemático que, em geral, é uma regra de comportamento para o hipocampo, que é usado para converter memórias de curto prazo em memórias de longo prazo.
Vídeo promocional:
Com essa regra geral em mãos, ele criou um hipocampo artificial para ratos de laboratório. Ele primeiro ensinou roedores a realizar tarefas orientadas para a memória. Ele ensinou os roedores a pressionar uma das duas pequenas alavancas adjacentes e, em seguida, irritou-os com uma luz direcional. Depois de algum tempo, quando o roedor treinado voltou à tarefa, Berger o ensinou a pressionar outra alavanca, oposta à que o rato pressionou inicialmente. Assim, ficou demonstrado que o roedor se lembrava do que era exigido dele.
Ao longo dessas sessões de treinamento, Berger e seus colegas registraram a distribuição dos sinais que passavam pelo hipocampo dos roedores e notaram que os códigos de espaço-tempo correspondem à memória da tarefa pressionando os bastões. Os cientistas coletaram informações sobre os circuitos de sinal que entram e saem do hipocampo e, com base nesses dados, desenvolveram um modelo matemático que poderia prever o código de espaço-tempo de saída correspondente ao de entrada original. Mais tarde, quando Berger injetou uma droga bloqueadora de memória em ratos treinados para empurrar alavancas, ele usou seu dispositivo para estimular eletricamente o cérebro com um padrão de impulsos correspondente ao código de espaço-tempo de saída previsto por seu modelo matemático. O experimento terminou com sucesso total. Os ratos pressionavam as alavancas certas.
“Seus cérebros estavam se referindo ao código correto como se o código tivesse sido criado por eles mesmos. Foi assim que aprendemos a trazer as memórias de volta ao cérebro”, comenta Berger.
Berger também testou a funcionalidade do implante em macacos rhesus, restaurando sua capacidade de relembrar memórias de uma parte do córtex pré-frontal. Esta área está envolvida no trabalho de funções executivas, por exemplo, o uso de memórias para resolver tarefas novas, anteriormente não encontradas. Neste contexto, o implante também se mostrou eficaz na melhoria da função de memória de macacos.
Mas pode um implante semelhante ser usado em humanos e vai funcionar?
“Todos esses implantes que interagem diretamente com o cérebro terão que enfrentar um problema fundamental”, diz Dustin Tyler, professor de engenharia da Case Western Reserve University.
“O cérebro tem bilhões de neurônios e trilhões de conexões interneuronais (sinapses) que permitem que eles trabalhem juntos. Portanto, tentar encontrar uma tecnologia que possa interagir diretamente com tantos neurônios e combiná-los para trabalhar em um nível razoavelmente alto é extremamente difícil."
Se os implantes cocleares que simulam um conjunto de frequências sonoras estimulando o nervo auditivo por meio de algumas dezenas de eletrodos não conseguem simular perfeitamente o som, então o que podemos dizer sobre um sistema tão mais complexo como a memória? Você precisa entender que no nível atual de métodos e tecnologias, usando todos esses eletrodos, os cientistas ainda estão muito longe da possibilidade real de modelar memórias. No entanto, isso não impediu a nova startup, Kernel, de contatar Berger, contratá-lo, torná-lo chefe do departamento de pesquisa e financiar sua pesquisa.
O objetivo inicial da Kernel era trazer os implantes Berger para o mercado como dispositivos médicos que podem ajudar as pessoas com vários problemas de memória. Berger está atualmente conduzindo testes clínicos de seu implante em voluntários e relata que os pacientes têm um bom desempenho nos testes de memória. O ideal, porém, de acordo com o CEO da Kernel, Brian Johnson, a Kernel deseja desenvolver dispositivos que, por meio de uma cirurgia simples e segura, possam ser implantados no cérebro humano e aprimorar a inteligência humana em áreas como atenção, criatividade e foco.
É claro que tal resultado se tornará um novo campo de atividade para várias autoridades regulatórias e o assunto de muitas disputas e questões: esses dispositivos são médicos ou de consumo comum? E precisamos regular sua distribuição? Do ponto de vista das organizações de saúde, tais dispositivos, se, entre outras coisas, forem dotados da capacidade de diagnosticar ou tratar doenças ou afetar a estrutura e o funcionamento das funções do corpo, são provavelmente considerados médicos. No entanto, os implantes subcutâneos que podem aumentar a concentração ou a criatividade de uma pessoa provavelmente escaparão da supervisão regulatória estrita e serão vistos como os mesmos suplementos dietéticos convencionais que estimulam nosso cérebro.
O próprio Johnson não comentou sobre a direção em que sua empresa Kernel trabalhará e que tipo de dispositivos planeja produzir no final. Provavelmente, tudo dependerá do implante individual específico, suas funções, escopo e efeitos colaterais potenciais. Claro, todo dispositivo médico, como todo medicamento, tem seus próprios efeitos colaterais. Por enquanto, só podemos esperar e torcer para que esses efeitos colaterais tenham um lado positivo, e não se tornem mais uma inspiração para o novo episódio arrepiante da série "Black Mirror".
NIKOLAY KHIZHNYAK
