0:00:00.966,0:00:03.672
O tipo de neurociência[br]que eu e os meus colegas fazemos

0:00:03.672,0:00:05.665
é quase como o de um meteorologista.

0:00:06.019,0:00:09.299
Estamos sempre à procura de tempestades.

0:00:09.299,0:00:13.500
Queremos ver e medir tempestades[br]— tempestades cerebrais.

0:00:14.118,0:00:17.314
Todos nós falamos de "brainstorms"[br]no nosso dia-a-dia

0:00:17.314,0:00:20.164
mas raramente vemos ou ouvimos uma.

0:00:20.164,0:00:22.134
Gosto sempre de começar estas palestras

0:00:22.134,0:00:24.661
apresentando-vos a uma delas.

0:00:24.825,0:00:28.352
A primeira vez que gravámos[br]mais de um neurónio

0:00:28.352,0:00:30.811
— uma centena de células cerebrais[br]simultaneamente —

0:00:30.811,0:00:33.289
conseguimos medir os impulsos elétricos

0:00:33.289,0:00:35.879
de uma centena de células[br]num mesmo animal.

0:00:35.879,0:00:37.881
Esta é a primeira imagem que obtivemos,

0:00:37.881,0:00:40.105
os primeiros 10 segundos de gravação.

0:00:40.105,0:00:43.028
Tínhamos um pequeno[br]fragmento de um pensamento,

0:00:43.028,0:00:45.515
e conseguimos vê-lo à nossa frente.

0:00:45.752,0:00:47.282
Eu digo sempre aos estudantes

0:00:47.282,0:00:49.609
que também podemos chamar[br]aos neurocientistas

0:00:49.609,0:00:51.115
uma espécie de astrónomo,

0:00:51.115,0:00:52.968
porque lidamos com um sistema

0:00:52.968,0:00:55.776
que, em relação ao número de células,

0:00:55.776,0:00:58.721
só é comparável ao número de galáxias[br]que temos no universo.

0:00:58.721,0:01:02.015
Aqui estamos, entre milhares[br]de milhões de neurónios,

0:01:02.015,0:01:04.433
há 10 anos, a gravar apenas[br]uma centena deles.

0:01:04.433,0:01:06.298
Agora, estamos a gravar mil.

0:01:06.298,0:01:11.425
Esperamos compreender algo fundamental[br]sobre a natureza humana.

0:01:11.689,0:01:13.848
Porque, se ainda não sabem,

0:01:13.848,0:01:18.925
tudo o que usamos para definir[br]a natureza humana vem destas tempestades,

0:01:18.925,0:01:23.467
vem destas tempestades que percorrem[br]as montanhas e vales do nosso cérebro

0:01:23.467,0:01:27.079
e definem as nossas memórias,[br]as nossas crenças

0:01:27.079,0:01:29.788
os nossos sentimentos,[br]os nossos planos para o futuro,

0:01:29.788,0:01:32.186
tudo o que fazemos.

0:01:32.186,0:01:36.281
Tudo o que cada ser humano[br]já fez, faz ou irá fazer,

0:01:37.063,0:01:40.915
necessita do trabalho incessante[br]de uma população de neurónios

0:01:40.915,0:01:42.915
a produzir este tipo de tempestades.

0:01:42.915,0:01:45.780
O som de uma tempestade cerebral[br]— se nunca ouviram nenhuma —

0:01:45.780,0:01:47.647
é parecido com isso.

0:01:48.710,0:01:50.138
Podem aumentar o volume?

0:01:50.183,0:01:52.002
(Crepitação)

0:01:52.002,0:01:53.478
O meu filho chama-lhe:

0:01:53.478,0:01:57.041
"Fazer pipocas a ouvir uma estação[br]de rádio mal sintonizada".

0:01:58.268,0:01:59.526
Isto é o cérebro.

0:01:59.526,0:02:02.344
Ouvimos isto quando direcionamos[br]estas tempestades elétricas

0:02:02.344,0:02:03.478
para um autofalante

0:02:03.478,0:02:06.053
e ouvimos uma centena[br]de células cerebrais a disparar.

0:02:06.053,0:02:10.012
O cérebro soa desta maneira[br]— o meu cérebro, qualquer cérebro.

0:02:10.603,0:02:14.228
O que queremos fazer neste momento,[br]enquanto neurocientistas,

0:02:14.228,0:02:19.542
é ouvir estas sinfonias,[br]estas sinfonias cerebrais,

0:02:19.542,0:02:22.960
e tentar extrair delas[br]a mensagem que transportam.

0:02:23.215,0:02:26.002
Em particular, há cerca de 12 anos,

0:02:26.002,0:02:29.005
criámos um modelo a que chamamos[br]interface homem-máquina.

0:02:29.005,0:02:31.725
Temos aqui um esquema[br]que descreve como funciona.

0:02:31.725,0:02:35.573
A ideia é ter sensores[br]que escutam estas tempestades,

0:02:35.573,0:02:37.390
estes disparos elétricos,

0:02:37.390,0:02:38.990
e ver se conseguimos,

0:02:38.990,0:02:43.018
no mesmo tempo que essa tempestade[br]leva a sair do cérebro

0:02:43.018,0:02:45.415
e a chegar às pernas[br]ou aos braços de um animal

0:02:45.415,0:02:47.879
— cerca de meio segundo —

0:02:47.879,0:02:50.466
ver se conseguimos ler esses sinais,

0:02:50.466,0:02:54.139
extrair as mensagens motoras[br]que estão contidas neles,

0:02:54.139,0:02:56.238
traduzi-las para comandos digitais

0:02:56.238,0:02:58.433
e mandar para um aparelho artificial

0:02:58.433,0:03:03.481
que vai reproduzir a roda motora voluntária[br]daquele cérebro em tempo real.

0:03:03.953,0:03:07.856
E ver se podemos medir até que ponto[br]traduzimos bem essa mensagem

0:03:07.856,0:03:11.247
em comparação com a maneira[br]como o corpo faz isso.

0:03:11.247,0:03:14.431
E se conseguimos dar "feedback",

0:03:14.431,0:03:17.910
sinais sensórios que vão[br]desse equipamento informático,

0:03:17.910,0:03:19.937
mecânico, robótico,

0:03:19.937,0:03:22.198
que está sob o controlo do cérebro

0:03:22.198,0:03:23.899
de volta para o cérebro,

0:03:23.899,0:03:25.793
como o cérebro lida com isso,

0:03:25.793,0:03:30.167
com receber mensagens saídas[br]de um aparelho artificial.

0:03:30.231,0:03:32.861
Foi isso exatamente[br]o que fizemos há dez anos.

0:03:32.861,0:03:35.913
Começámos com uma macaca superstar[br]chamada Aurora

0:03:35.913,0:03:38.490
que se tornou numa[br]das estrelas desta área.

0:03:38.490,0:03:40.643
Aurora gostava de jogar videogames.

0:03:40.643,0:03:41.871
Como vemos aqui,

0:03:41.871,0:03:44.533
ela gosta de usar um "joystick",[br]como qualquer um de nós,

0:03:44.533,0:03:47.224
qualquer uma das nossas crianças,[br]para jogar este jogo.

0:03:47.224,0:03:51.749
Como boa primata, até tenta fazer batota[br]antes de conseguir a resposta correta.

0:03:51.967,0:03:55.269
Antes de aparecer o alvo[br]que ela supostamente

0:03:55.269,0:03:58.782
deve cruzar com o cursor[br]que ela controla com o "joystick",

0:03:58.782,0:04:02.242
Aurora está a tentar encontrar o alvo,[br]onde quer que ele esteja.

0:04:02.570,0:04:04.275
Ela faz isto,

0:04:04.275,0:04:07.562
porque sempre que ela cruza aquele alvo[br]com o cursor,

0:04:07.562,0:04:10.521
ganha uma gota de sumo[br]de laranja brasileiro.

0:04:10.521,0:04:13.098
Posso dizer que qualquer macaco fará tudo

0:04:13.098,0:04:16.325
se lhe dermos uma gotinha[br]de sumo de laranja brasileiro.

0:04:16.925,0:04:19.084
Qualquer primata fará isso.

0:04:19.084,0:04:20.627
Pensem nisso.

0:04:20.954,0:04:23.672
Enquanto Aurora estava a jogar este jogo,

0:04:23.672,0:04:26.480
a fazer milhares de tentativas diariamente,

0:04:26.480,0:04:30.290
acertando 97% das vezes[br]e ganhando 350 mililitros de sumo de laranja,

0:04:30.290,0:04:33.407
nós estávamos a gravar as tempestades[br]produzidas no seu cérebro

0:04:33.407,0:04:35.482
e a enviá-las para um braço robótico

0:04:35.482,0:04:39.289
que estava a aprender a reproduzir[br]os movimentos que Aurora estava a fazer.

0:04:39.289,0:04:43.181
Porque a ideia era fazer funcionar[br]essa interface cérebro-máquina

0:04:43.181,0:04:47.472
e fazer com que Aurora jogasse[br]apenas com o pensamento,

0:04:47.472,0:04:49.935
sem interferência do corpo dela.

0:04:50.125,0:04:53.114
As tempestades cerebrais dela[br]controlariam o seu braço

0:04:53.114,0:04:55.841
que moveria o cursor e cruzaria o alvo.

0:04:55.841,0:04:58.987
Para nosso espanto,[br]foi exatamente isso que Aurora fez.

0:04:59.878,0:05:03.069
Ela jogava o jogo sem sequer[br]mover o corpo.

0:05:03.069,0:05:05.706
Cada trajetória do cursor[br]que estamos a ver agora,

0:05:05.706,0:05:08.700
foi exatamente a primeira vez[br]que ela fez isso.

0:05:08.700,0:05:10.774
Esta é precisamente a primeira vez

0:05:10.774,0:05:17.096
que uma intenção cerebral se libertou[br]do domínio físico do corpo de um primata

0:05:17.096,0:05:20.905
e pôde atuar fora, no mundo exterior,

0:05:20.905,0:05:23.853
apenas a controlar um aparelho artificial.

0:05:24.126,0:05:28.679
Aurora continuou a jogar,[br]continuou a procurar o pequeno alvo

0:05:28.679,0:05:32.451
e a ganhar o sumo de laranja[br]que queria ganhar, que tanto desejava.

0:05:32.823,0:05:39.152
Ela fez isso porque, naquele momento,[br]tinha adquirido um novo braço.

0:05:39.433,0:05:42.460
Um braço robótico que vemos aqui[br]a mexer, 30 dias depois,

0:05:42.460,0:05:45.119
depois do primeiro vídeo[br]que eu vos mostrei,

0:05:45.119,0:05:47.760
está sob o controlo do cérebro de Aurora

0:05:47.760,0:05:50.864
e está a mover o cursor[br]para acertar no alvo.

0:05:50.864,0:05:54.627
Aurora agora sabe que pode jogar[br]com esse braço robótico,

0:05:54.627,0:05:58.352
mas não perdeu a capacidade[br]de usar os braços biológicos

0:05:58.352,0:06:00.543
para fazer o que bem entender.

0:06:00.543,0:06:04.401
Pode coçar as costas, pode coçar[br]um de nós, pode jogar outro jogo.

0:06:04.401,0:06:06.337
Por todos os os motivos e razões,

0:06:06.337,0:06:10.153
o cérebro de Aurora[br]incorporou o aparelho artificial

0:06:10.153,0:06:12.948
como uma extensão de seu corpo.

0:06:12.948,0:06:16.590
O modelo de si própria[br]que Aurora tinha na sua cabeça

0:06:16.590,0:06:20.384
expandiu-se para obter um braço a mais.

0:06:20.911,0:06:23.070
Fizemos isso há 10 anos.

0:06:23.297,0:06:25.867
Avancemos rapidamente 10 anos.

0:06:25.867,0:06:27.777
No ano passado percebemos

0:06:27.777,0:06:30.777
que nem sequer precisamos[br]de ter um aparelho robótico.

0:06:30.777,0:06:33.461
Podemos construir apenas[br]um corpo informático,

0:06:33.461,0:06:36.234
um avatar, um macaco avatar.

0:06:36.306,0:06:40.638
Podemos usá-lo para os nossos macacos[br]interagirem com eles,

0:06:40.638,0:06:45.059
ou para podermos treiná-los[br]a controlar um mundo virtual

0:06:45.059,0:06:48.094
a perspetiva de primeira pessoa[br]de um avatar

0:06:48.094,0:06:50.299
e usar a sua atividade cerebral

0:06:50.299,0:06:53.708
para controlar os movimentos[br]das pernas e braços do avatar.

0:06:54.336,0:06:56.284
Treinámos os animais

0:06:56.284,0:06:59.406
a aprender a controlar esses avatares

0:06:59.406,0:07:03.378
e a explorar objetos[br]que aparecem no mundo virtual.

0:07:03.487,0:07:05.779
Esses objetos são visualmente idênticos,

0:07:05.779,0:07:09.762
mas quando o avatar cruza[br]a superfície desses objetos,

0:07:09.762,0:07:12.352
eles enviam uma mensagem elétrica

0:07:12.352,0:07:16.198
que é proporcional[br]à microtextura tátil do objeto

0:07:16.198,0:07:20.651
e ela vai diretamente de volta[br]para o cérebro do macaco,

0:07:20.651,0:07:24.675
informando o cérebro[br]do que o avatar está a tocar.

0:07:25.257,0:07:27.140
Em apenas quatro semanas,

0:07:27.140,0:07:30.285
o cérebro aprende[br]a processar essa nova sensação

0:07:30.285,0:07:36.120
e adquire um novo caminho sensorial[br]— como um novo sentido.

0:07:36.265,0:07:38.881
E assim libertamos o cérebro

0:07:38.881,0:07:43.284
porque permitimos que o cérebro[br]envie comandos para mover o avatar.

0:07:43.284,0:07:48.011
O "feedback" que vem do avatar[br]é processado diretamente pelo cérebro

0:07:48.011,0:07:50.444
sem interferência da pele.

0:07:50.444,0:07:53.160
Então o que vemos aqui[br]é o "design" de uma tarefa.

0:07:53.405,0:07:57.110
Vamos ver um animal[br]a tocar nestes três alvos.

0:07:57.110,0:08:01.413
Tem que escolher um porque[br]só um terá uma recompensa,

0:08:01.413,0:08:03.771
o sumo de laranja que eles querem obter.

0:08:03.771,0:08:05.867
Tem que o selecionar pelo toque

0:08:05.867,0:08:09.040
usando um braço virtual,[br]um braço que não existe.

0:08:09.331,0:08:11.613
É exatamente isso que eles fazem.

0:08:11.959,0:08:14.485
Esta é a libertação total do cérebro

0:08:14.485,0:08:19.139
dos limites físicos do corpo e do motor[br]numa tarefa de perceção.

0:08:19.139,0:08:22.797
O animal está a controlar o avatar[br]para tocar nos alvos.

0:08:22.797,0:08:28.385
E está a sentir a textura ao receber[br]mensagens elétricas diretamente no cérebro.

0:08:28.385,0:08:32.249
O cérebro está a decidir qual é a textura[br]associada à recompensa.

0:08:32.513,0:08:36.100
As legendas que vemos no filme[br]não aparecem para o macaco

0:08:36.100,0:08:38.802
De qualquer modo, eles não leem inglês,

0:08:38.802,0:08:43.972
elas estão ali para sabermos[br]que o alvo correto está a mudar de posição.

0:08:43.972,0:08:48.006
Mesmo assim, eles encontram-no[br]através da discriminação tátil,

0:08:48.006,0:08:50.778
e podem pressioná-lo e selecioná-lo

0:08:51.305,0:08:54.096
Quando olhamos para o cérebro[br]desses animais,

0:08:54.096,0:08:57.700
no painel mais alto, vemos[br]o alinhamento de 125 células

0:08:57.700,0:09:00.955
que mostra o que acontece[br]com a atividade cerebral,

0:09:00.955,0:09:03.877
as tempestades elétricas dessa amostra[br]de neurónios no cérebro

0:09:03.877,0:09:06.111
quando o animal está a usar um "joystick"

0:09:06.111,0:09:08.938
Esta é a imagem[br]que todos os neurocientistas conhecem.

0:09:08.938,0:09:11.557
O alinhamento básico[br]mostra que estas células

0:09:11.557,0:09:14.376
estão a codificar para todas[br]as possíveis direcões

0:09:14.376,0:09:19.422
A figura de baixo é o que acontece[br]quando o corpo deixa de se mover

0:09:19.422,0:09:21.865
e o animal começa a controlar

0:09:21.865,0:09:25.519
quer o aparelho robótico[br]quer o avatar informático.

0:09:26.138,0:09:28.977
Tão depressa quanto podemos[br]reiniciar os nossos computadores

0:09:28.977,0:09:34.349
a atividade cerebral muda para começar[br]a representar a nova ferramenta,

0:09:34.349,0:09:39.545
como se a ferramente fosse parte[br]do corpo do primata.

0:09:39.545,0:09:44.214
O cérebro também está a assimilar isso[br]tão depressa quanto podemos medir.

0:09:44.214,0:09:48.078
Então isto sugere[br]que a nossa noção de 'eu'

0:09:48.078,0:09:52.210
não termina na última camada epitelial[br]do nosso corpo,

0:09:52.210,0:09:55.746
mas termina na última camada[br]de eletrões das ferramentas

0:09:55.746,0:09:57.973
que estamos a comandar com o cérebro.

0:09:57.973,0:09:59.619
Os nossos violinos, os carros,

0:09:59.619,0:10:02.619
as nossas bicicletas, as bolas de futebol,[br]as nossas roupas,

0:10:02.619,0:10:09.234
tudo é assimilado por esse sistema voraz,[br]incrível e dinâmico chamado cérebro.

0:10:09.388,0:10:11.151
Onde podemos chegar?

0:10:11.151,0:10:15.151
Numa experiencia que fizemos há uns anos,[br]levámos isto até ao limite.

0:10:15.487,0:10:17.960
Tínhamos um animal a correr numa esteira

0:10:17.960,0:10:20.254
na universidade de Duke[br]na costa leste dos EUA,

0:10:20.254,0:10:23.309
que produzia as tempestades cerebrais[br]necessárias para se mover.

0:10:23.309,0:10:26.854
E tínhamos um aparelho robótico,[br]um robô humanoide,

0:10:26.854,0:10:29.630
nos laboratórios ATR em Quioto, no Japão

0:10:29.630,0:10:35.179
que sonhava toda a vida[br]em ser controlado por um cérebro,

0:10:35.179,0:10:38.542
um cérebro humano,[br]ou o cérebro de um primata.

0:10:38.979,0:10:43.122
A atividade cerebral que gerou[br]os movimentos do macaco

0:10:43.122,0:10:46.798
foi transmitida para o Japão[br]e fez o robô andar

0:10:46.798,0:10:50.911
enquanto a filmagem dessa caminhada[br]era enviada de volta para Duke,

0:10:50.911,0:10:55.817
para o macaco poder ver as pernas do robô[br]a caminhar à sua frente.

0:10:56.017,0:11:00.047
Assim, ele podia ser recompensado,[br]não pelo que o seu corpo estava a fazer,

0:11:00.047,0:11:05.054
mas por cada passo correto[br]que o robô dava do outro lado do planeta

0:11:05.054,0:11:07.545
controlado pela atividade cerebral dele.

0:11:08.063,0:11:11.990
O engraçado é que a ida e volta[br]em torno do globo

0:11:11.990,0:11:14.735
demorou 20 milisegundos menos

0:11:14.735,0:11:19.076
do que levaria para a tempestade cerebral[br]deixar a cabeça do macaco,

0:11:19.076,0:11:21.437
e chegar aos seus próprios músculos.

0:11:23.110,0:11:26.949
O macaco movia um robô[br]seis vezes maior do que ele,

0:11:26.949,0:11:29.040
do outro lado do planeta.

0:11:29.440,0:11:35.022
Esta é uma das experiências em que[br]os robôs conseguiram andar com autonomia.

0:11:35.685,0:11:40.534
Esse é o CB1 realizando[br]o seu sonho, no Japão,

0:11:40.534,0:11:43.989
sob o controlo da atividade cerebral[br]de um primata.

0:11:44.070,0:11:46.623
Então para onde estamos a levar tudo isto?

0:11:46.623,0:11:48.775
O que faremos com toda essa pesquisa,

0:11:48.775,0:11:52.270
para além de estudar as propriedades[br]deste dinâmico universo

0:11:52.270,0:11:54.452
que temos entre as nossas orelhas?

0:11:54.452,0:11:59.049
A ideia é pegar em todo[br]este conhecimento e tecnologia

0:11:59.049,0:12:02.541
e tentar solucionar[br]um dos problemas neurológicos

0:12:02.541,0:12:04.660
mais graves que temos no mundo.

0:12:04.660,0:12:09.270
Milhões de pessoas perderam a capacidade[br]de traduzir essas tempestades cerebrais

0:12:09.270,0:12:11.214
em ações, em movimento.

0:12:11.214,0:12:16.802
Embora o cérebro continue a produzir[br]essas tempestades e a codificar movimentos,

0:12:16.802,0:12:18.887
elas não podem cruzar a barreira

0:12:18.887,0:12:21.651
que foi criada por uma lesão[br]na espinal medula.

0:12:21.651,0:12:24.383
Então a nossa ideia é criar um "bypass",

0:12:24.383,0:12:28.233
é usar a interface cérebro-máquina[br]para ler esses sinais,

0:12:28.233,0:12:32.247
tempestades cerebrais em alta escala[br]que contêm o desejo de mover novamente

0:12:32.247,0:12:36.216
fazer um "bypass" na lesão[br]usando microengenharia informática

0:12:36.216,0:12:43.121
e enviar para um novo corpo,[br]um corpo inteiro chamado exoesqueleto,

0:12:43.121,0:12:46.233
um traje robótico completo

0:12:46.233,0:12:49.233
que vai tornar-se no novo corpo[br]desses pacientes.

0:12:49.233,0:12:53.204
Vemos uma imagem[br]produzida por um consórcio.

0:12:53.204,0:12:56.918
É um consórcio sem fins lucrativos[br]chamado "Caminhe Novamente"

0:12:56.918,0:12:59.619
que está a reunir cientistas da Europa,

0:12:59.619,0:13:02.084
daqui dos EUA e do Brasil

0:13:02.084,0:13:06.101
para trabalhar e construir[br]esse novo corpo,

0:13:06.101,0:13:09.781
um corpo que, através dos mesmos[br]mecanismos plásticos

0:13:09.781,0:13:13.146
que permitem a Aurora e a outros macacos[br]usarem essas ferramentas

0:13:13.146,0:13:15.527
através de uma interface cérebro-máquina

0:13:15.527,0:13:18.313
e que nos permite[br]incorporar as ferramentas

0:13:18.313,0:13:20.994
que produzimos e usamos[br]na nossa vida diária.

0:13:20.994,0:13:24.651
Esse mesmo mecanismo, esperamos,[br]vai permitir a esses pacientes

0:13:24.651,0:13:28.356
não apenas a imaginar novamente[br]os movimentos que eles querem fazer

0:13:28.356,0:13:31.908
e traduzi-los em movimentos[br]desse novo corpo,

0:13:31.908,0:13:38.121
mas assimilar esse corpo[br]como um novo corpo que o cérebro controla.

0:13:38.893,0:13:44.344
Há 10 anos, disseram-me[br]que isso nunca aconteceria,

0:13:44.344,0:13:47.301
que isso era impossível.

0:13:47.301,0:13:49.716
Enquanto cientista, apenas posso dizer,

0:13:49.716,0:13:52.902
eu cresci no sul do Brasil,[br]na década de 60,

0:13:52.902,0:13:57.241
a ver uns loucos a dizer[br]que iriam até à Lua.

0:13:57.732,0:14:00.392
Eu tinha cinco anos, e nunca entendi[br]porque é que a NASA

0:14:00.396,0:14:03.396
não contratou para isso[br]o capitão Kirk e o Spock.

0:14:03.396,0:14:05.956
Afinal de contas,[br]eles eram muito competentes.

0:14:06.310,0:14:09.187
Mas ver aquilo, enquanto criança,

0:14:09.187,0:14:12.209
fez-me acreditar,[br]como a minha avó costumava dizer:

0:14:12.209,0:14:14.399
"O impossível é apenas o possível

0:14:14.399,0:14:17.840
"que alguém ainda não se esforçou[br]bastante para tornar realidade"

0:14:19.167,0:14:21.957
Disseram-me que era impossível[br]fazer alguém andar.

0:14:21.957,0:14:24.890
Eu acho que vou seguir[br]o conselho da minha avó.

0:14:25.099,0:14:26.240
Obrigado.

0:14:26.521,0:14:29.587
(Aplausos)