Como nos vamos tornar ciborgues e ampliar o potencial humano

Em breve, os humanos terão novos corpos que atenuarão para sempre os limites entre os mundos natural e sintético, diz o programador de biónicos Hugh Herr. Numa conversa inesquecível, ele fala sobre o "Modelo NeuroInserido", uma metodologia para criar funções robóticas que ele está a desenvolver no Laboratório dos Media do MIT, e mostra-nos um futuro onde melhoraremos os nossos corpos de forma a redefinir o potencial humano — e, talvez, nos tornar em super-heróis. "Nos últimos anos deste século, acredito que os humanos serão irreconhecíveis em termos de morfologia e dinâmica em relação ao que somos hoje", diz Herr. "A humanidade vai ganhar asas e voar."

Eu sou professor do MIT,

mas não projeto prédios
nem sistemas de computadores.

Em vez disso, construo partes do corpo,

pernas biónicas que potenciam
o caminhar e o correr dos humanos.

Em 1982, sofri um acidente
durante uma escalada,

e tive de amputar as pernas devido
aos danos do frio no tecido celular.

Vocês podem ver as minhas pernas:

são 24 sensores, 6 microprocessadores
e ativadores semelhantes a músculos.

Sou praticamente um punhado
de parafusos dos joelhos para baixo.

Mas com esta tecnologia biónica avançada,

posso saltar, dançar e correr.

(Aplausos)

Muito obrigado.

(Aplausos)

Sou um homem biónico,
mas ainda não sou um ciborgue.

Quando eu penso em mexer as pernas,

os sinais neurais
do meu sistema nervoso central

passam pelos meus nervos

e ativam os músculos
nos meus membros residuais.

Elétrodos artificiais captam estes sinais,

e pequenos computadores no membro biónico

traduzem essas pulsões nervosas
numa série de movimentos pretendidos.

Para colocar as coisas de forma simples,

quando penso em mexer-me,

esse comando é comunicado
à parte sintética do meu corpo.

Contudo, estes computadores não introduzem
informações no meu sistema nervoso.

Quando eu toco e mexo
os meus membros sintéticos,

não tenho sensações normais
de tato e movimento.

Se eu fosse um ciborgue
e pudesse sentir as minhas pernas

via pequenos computadores que colocassem
informações no meu sistema nervoso,

isso mudaria fundamentalmente,
segundo creio,

a minha relação com o meu corpo sintético.

Hoje, não consigo sentir as minhas pernas,

e por causa disso,

as minhas pernas são ferramentas
separadas do meu corpo e da minha mente.

Elas não fazem parte de mim.

Eu acredito que, se fosse um ciborgue
e pudesse sentir as minhas pernas,

elas tornar-se-iam parte de mim,
parte do meu ser.

No MIT, estamos a pensar
num "Modelo NeuroInserido".

Neste processo de elaboração,

os programadores fizeram um esboço
do corpo humano, em carne e osso,

Juntamente com as partes sintéticas
para melhorar a comunicação bidirecional

entre os nervos do sistema
e o mundo artificial.

O Modelo NeuroInserido é um método
para criar a funcionalidade ciborgue.

Neste processo de elaboração,
os programadores contemplam um futuro

em que a tecnologia já não se resume
a ferramentas inertes

e separadas das nossas mentes
e dos nossos corpos,

um futuro em que a tecnologia
foi cuidadosamente introduzida

dentro de nossa natureza,

um mundo em que o orgânico e o inorgânico,

entre o humano e o desumano,

entre o natural e o artificial,

será para sempre indistinto.

Esse futuro fornecerá
um novo corpo à humanidade.

O Modelo NeuroInserido estenderá
o nosso sistema nervoso

a um mundo sintético,

e o mundo sintético até nós,

mudando fundamentalmente quem somos.

Ao preparar o corpo orgânico
para comunicar melhor

com o mundo projetado,

a humanidade acabará com as deficiências
ainda neste século XXI

e estabelecerá
as bases científicas e tecnológicas

para melhorar os seres humanos,

estendendo a capacidade humana para além
do níveis inatos e fisiológicos,

cognitiva, emocional e fisicamente.

Há muitas maneiras de construir
corpos novos a todos os níveis,

da escala biomolecular
à escala dos tecidos e órgãos.

Hoje, vou falar sobre uma área
do Modelo NeuroInserido,

em que os tecidos do corpo
são manipulados e esculpidos

usando processos cirúrgicos
e regenerativos.

O atual paradigma da amputação

não mudou muito
desde a Guerra Civil dos EUA,

e tornou-se obsoleto
diante dos avanços abismais

nos atuadores, nos sistemas de controlo
e nas tecnologias de interferência neural.

A maior deficiência é a falta
de interação dinâmica dos músculos

para controlo e cinestesia.

O que é cinestesia?

Quando fletimos o tornozelo,
os músculos na parte da frente da perna

contraem-se simultaneamente,

esticando os músculos
da barriga da perna.

O oposto acontece
quando esticamos o tornozelo.

Os músculos da barriga
da perna contraem-se,

esticando os músculos
da parte da frente.

Quando fletimos e esticamos
esses músculos.

sensores biológicos
nos tendões dos músculos

enviam informações
para o cérebro, através de nervos.

Assim, conseguimos sentir
onde estão os pés

sem os vermos com os olhos.

O atual paradigma da amputação
quebra essas relações dinâmicas

entre os músculos,

eliminando, assim,
as sensações cinestésicas normais.

Consequentemente,
um membro artificial padrão

não pode dar informações
ao sistema nervoso

sobre se a prótese está no espaço.

Portanto, o paciente
não consegue sentir nem perceber

as posições e os movimentos
da articulação prostética

sem a ver com os seus olhos.

As minhas pernas foram amputadas usando
esta metodologia da era da Guerra Civil.

Consigo sentir os pés,
Consigo senti-los agora mesmo

como uma consciência fantasma.

Mas quando tento movê-los,
não consigo.

É como se estivessem presos
dentro de botas de esqui.

Para resolver isso,

inventámos no MIT a interface mioneural
agonista-antagonista,

ou IMA, para abreviar.

A IMA é um método para conetar nervos
dentro de um resíduo

a próteses biónicas externas.

Como é o IMA projetado,
e como funciona?

O IMA comprime dois músculos que são
conectados cirurgicamente,

um agonista ligado a um antagonista.

Quando o agonista se contrai
via ativação elétrica,

estica o antagonista.

Essa interação dinâmica entre os músculos

faz com que os sensores biológicos
dentro do tendão do músculo

enviem informações através do nervo
para o sistema nervoso central

sobre o comprimento, a velocidade
e a força do tendão do músculo.

É assim que funciona a cinestesia
do tendão do músculo

que é a principal maneira
como nós, humanos,

sentimos e percecionamos as posições,
os movimentos e as forças nos membros.

Quando um membro é amputado,

o cirurgião liga estes músculos
opostos no "residuum"

para criar uma IMA — Interface Mioneural
Agonista-Antagonista —

Podemos criar múltiplas IMA

para o controlo e a sensação
de múltiplas próteses conjuntas.

Colocam-se elétrodos artificiais
em cada músculo da IMA,

e pequenos computadores dentro
do membro biónico traduzem esses sinais

para controlar poderosos motores
no membro biónico.

Quando o membro biónico se move,

os músculos da IMA movem-se
de um lado para o outro,

enviando sinais para o cérebro,
através do nervo,

permitindo que a pessoa que usa a prótese
experimente sensações naturais

das posições e movimentos da prótese.

Podemos usar estes princípios
de conceção de tecidos, em seres humanos?

Há uns anos, o meu bom amigo Jim
Ewing — de 34 anos —

procurou-me em busca de ajuda.

Ele sofrera um terrível acidente
de escalada.

Caíra duma altura de 15 metros
nas ilhas Caimão,

quando a corda não o segurou
e ele embateu no solo.

Sofreu múltiplas lesões:

pulmões perfurados
e muitos ossos partidos.

Depois do acidente, sonhava
voltar ao seu desporto favorito

e escalar montanhas,

mas como é que isso seria possível?

A resposta era a Equipa Ciborgue,

uma equipa de cirurgiões,
cientistas e engenheiros

reunida no MIT para recriar Jim
na sua antiga forma de alpinista perito.

Um membro da equipa, o Dr. Matthew Carty
amputou-lhe a perna gravemente ferida

em Brigham e no hospital
feminino de Boston,

usando o procedimento cirúrgico da IMA.

Criaram-se polias dos tendões
que foram ligadas ao osso da tíbia de Jim

para voltar a ligar os músculos opostos.

O procedimento da IMA
restabeleceu a ligação nervosa

entre os músculos do tornozelo de Jim
e o seu cérebro.

Quando Jim moveu o seu membro fantasma,

os músculos reconectados
moveram-se em pares dinâmicos,

provocando sinais de cinestesia,
enviados ao cérebro através dos nervos.

Jim experimentou sensações normais
ao mover a articulação do tornozelo,

mesmo com os olhos vendados.

Este é Jim no laboratório do MIT
depois das cirurgias.

Ligámos eletricamente os músculos
da IMA de Jim, através de elétrodos,

a um membro biónico,

e Jim aprendeu rapidamente
a mover o membro biónico

em quatro direções distintas
de movimentos da articulação do tornozelo.

Estávamos muito animados
com esses resultados,

mas depois Jim levantou-se
e ocorreu uma coisa memorável.

Toda a biomecânica natural mediada
pelo sistema nervoso central

emergiu através do membro sintético

como uma ação involuntária, reflexa.

Todas as complexidades da colocação
do pé na subida de escadas...

(Aplausos)

emergiram diante dos nossos olhos.

Aqui está Jim a descer os degraus,

a aproximar o dedo do pé biónico
do degrau seguinte da escada,

exibindo automaticamente
movimentos naturais

sem sequer tentar mexer o membro.

Como o sistema nervoso central de Jim
está a receber os sinais cinestésicos,

sabe exatamente como controlar
o membro sintético de forma natural.

Jim move-se e comporta-se como se
o membro sintético fizesse parte dele.

Por exemplo, um dia no laboratório,

ele acidentalmente pisou
um rolo de fita isoladora.

O que é que fazemos quando se cola
qualquer coisa no sapato?

Não nos abaixamos desse modo;
isso é desconfortável.

Em vez disso, sacudimos o pé.

Foi exatamente o que Jim fez

depois de ter sido ligado neuralmente
ao membro poucas horas antes.

Para mim, o mais interessante

é o que Jim nos ia dizendo
enquanto fazia a experiência:

"O robô passou a fazer parte de mim."

Jim Ewing: Na manhã seguinte
à primeira vez que fui ligado ao robô,

a minha filha desceu as escadas

e perguntou-me como me sentia
enquanto ciborgue.

A minha resposta foi
que não me sentia como um ciborgue.

Sentia-me como se tivesse a minha perna,

e não como se eu estivesse
acoplado ao robô

mas que era o robô
que estava acoplado a mim,

mas que o robô fazia parte de mim.

tinha-se tornado rapidamente
na minha perna.

Hugh Herr: Obrigado.

(Aplausos)

Conectar o sistema nervoso de Jim
bi-direcionalmente

ao seu membro sintético,

permitiu alcançar
a materialização neurológica

Coloquei a hipótese de que,

como Jim consegue pensar e mover
o seu membro sintético,

e como ele sente esses movimentos
no seu sistema nervoso,

a prótese deixa de ser
uma ferramenta separada,

mas uma parte integrada de Jim,
uma parte integrada do seu corpo.

Graças a essa materialização neurológica,
Jim não se sente como um ciborgue.

Sente-se como se tivesse
a sua perna outra vez,

como se tivesse um corpo novo.

Perguntam-me com frequência

quando serei ligado neuralmente
ao meu membro sintético bi-direcional,

quando é que vou tornar-me num ciborgue.

A verdade é que estou hesitante
em tornar-me num ciborgue.

Antes de perder as pernas,
eu era um péssimo estudante.

Na escola, só tinha "medíocres"
e por vezes "maus".

Mas depois de os meus membros
serem amputados,

de repente passei a ser professor do MIT.

(Risos)

(Aplausos)

Agora receio que, depois de voltar a ser
ligado neuralmente aos meus membros,

o meu cérebro volta a apresentar
o meu lado não tão brilhante.

(Risos)

Mas tudo bem, porque no MIT
já tenho um lugar permanente

(Risos)

(Aplausos)

Acredito que usando
o Modelo NeuroInserido

avançaremos muito para além
da simples substituição de membros

e levaremos a humanidade para domínios

que fundamentalmente
irão redefinir o potencial humano.

No século XXI,

os programadores ampliarão
o sistema nervoso

em exoesqueletos extremamente fortes

que os seres humanos poderão
controlar e sentir com a sua mente.

Os músculos do corpo
podem ser reconfigurados

para o controlo de poderosos motores,

para sentir e percecionar
os movimentos de exoesqueletos,

aumentando a força humana,

saltando mais alto
e correndo mais depressa.

Neste século XXI, acredito que os humanos
tornar-se-ão super-heróis.

Os seres humanos
poderão ampliar o seu corpo

para estruturas não antropomórficas,
como as asas,

controlando e sentindo cada asa
a movimentar-se

dentro do seu sistema nervoso.

Leonardo da Vinci disse:
"Quando experimentarmos o voo,

"caminharemos para sempre
com os olhos voltados para o céu,

"pois já lá estivemos e sempre teremos
saudades de lá voltar."

Quando este século
estiver a chegar ao fim,

acredito que os seres humanos
serão irreconhecíveis

tanto na morfologia
quanto na dinâmica,

em relação ao que somos hoje.

A humanidade voará e planará.

Jim Ewing caiu por terra
e ficou gravemente ferido

mas virou os olhos para o céu,
onde sempre desejou voltar.

Depois disso, não só
sonhou em voltar a andar,

como voltou ao seu desporto
favorito, a escalada.

No MIT, a Equipa Ciborgue criou para Jim
um membro especial para o mundo vertical,

uma perna controlada pelo cérebro
com todas as sensações de movimento.

Usando esta tecnologia,
Jim voltou às ilhas Caimão,

o local de seu acidente,

reconstruído como um ciborgue
para voltar a escalar em direção ao céu.

(Vídeo)

(Aplausos)

Obrigado.

(Aplausos)

Senhoras e Senhores,
Jim Ewing, o primeiro ciborgue alpinista.

(Aplausos)