Liberdade como a definição da palavra propõe, é um “direito de agir sem restrições ou impedimentos”, que não deveria ser restringido por limitações físicas. Poder exercê-la sempre foi uma realidade distante para milhares de pessoas que sofrem com algum tipo de deficiência motora, e é nesse contexto que o doutorando da Escola Politécnica e pesquisador do grupo Icone, Julio Saldaña, propõe alternativas de transmissão sem fio de comandos e informações, capturados por um chip no cérebro, para próteses mecânicas.  

“Os experimentos têm como objetivo final permitir que a pessoa possa viver com independência, através do controle de dispositivos externos com o pensamento”, afirma o pesquisador. Até então, todas as próteses ou esqueletos mecânicos, como o usado no chute do paraplégico Juliano Pinto na abertura da Copa do Mundo do Brasil, eram conectados por cabos a algum computador, o que limitava a mobilidade de seus usuários. Saldaña defende que mudanças no hardware dos chips que são implantados no cérebro seriam capazes de diminuir a quantidade de energia necessária para a transmissão de dados e, com isso, realizar uma transmissão sem fio.

“Coletar, e principalmente transmitir, as informações consome muita energia”, relata o pesquisador. Ele sugere que existe a necessidade de compactar as informações através de um processamento interno do chip, como se fosse um arquivo zip, para dispensar o uso de cabos e de baterias. Saldaña propõe um sistema integrado com novas maneiras de detecção e classificação dos estímulos neurais, chamados spikes.

Cada eletrodo recebe sinais de múltiplos neurônios, que precisam ser classificados. Fonte: IEEE Journal of solid-state circuits, vol. 48, nº 9, setembro de 2013. Tradução: Alexandre Amaral

Para o detectar o spike, o chip realiza contas matemáticas que medem a relação entre frequência e energia captadas pelos eletrodos, de forma que todo o ruído (informação extra), que não possui relação com o comando prático, seja descartado. Já na parte da classificação da informação, o circuito proposto pelo pesquisador busca reconhecer quais sinais vêm de cada tipo de neurônio, para que mesmo transmitindo menos informação, seja possível identificar as taxas de disparos de neurônios individuas e assim facilitar a interpretação de comandos motores.

Um dos desafios enfrentados pelo pesquisador foi encontrar uma nova maneira de realizar essa classificação. Durante a propagação do impulso elétrico pelo meio exterior, o sinal de cada tipo de neurônio é moldado pela distância que ele percorre, de maneira que cada um tenha seu próprio formato. O que Saldaña fez, ao invés de comparar metodicamente cada valor, foi representar cada amostra de tensão através do atraso entre pulsos digitais e interpretar esses dados a partir do tempo de demora de cada pulso. Como foi verificado em simulações do circuito, isso facilitou identificação de spikes disparados pelo mesmo neurônio.

Saldaña ressalta que um primeiro uso para esse tipo de tecnologia é o comando de próteses mecânicas para pessoas debilitadas, mas nada impede que com o tempo ela seja usada para aplicações de uso comum da população geral, como interagir com qualquer tipo de tecnologia via pensamento.