Macaca move robô com “pensamentos”

Utilizando apenas sua atividade cerebral, Idoya – uma macaca de 5,5 quilos e 80 centímetros – fez com que um robô humanóide, de 91 quilos e 1,5 metro, pudesse caminhar. Ela é da Carolina do Norte, e o robô do Japão. Essa foi a primeira vez que sinais emitidos pelo cérebro foram utilizados para estimular o movimento de um robô.

Durante as preparações para o experimento, Idoya foi treinada para andar em uma esteira. Ela se agarrou nas barras com suas mãos e ganhou petiscos, enquanto caminhava com distintas velocidades, para trás e para frente, por 15 minutos ao dia, três vezes por semana, durante dois meses.

Enquanto isso, eletrodos implantados da região cerebral da macaca que controla movimentos das pernas, registram a atividade de neurônios que emitiam sinais enquanto ela andava. Alguns dos neurônios tornaram-se ativos enquanto seu tornozelo, joelho e quadril se moviam. Outros responderam quando os pés dela tocaram o chão. E alguns emitiram sinais em antecipação aos movimentos da macaca.

Para obter um detalhado modelo do movimento das pernas de Idoya, pesquisadores pintaram seu tornozelo, joelho e bacia com uma tinta fluorescente, usando uma câmera especial de alta velocidade para capturar seus movimentos no vídeo.

O vídeo e a atividade cerebral foram então combinados e transformados em um formato de possível leitura por computadores. Esse formato pode prever, com 90% de precisão, todas as permutações do movimento das pernas de Idoya, três ou quatro segundos antes do movimento acontecer.

No dia da experiência, Idoya subiu na esteira e começou a caminhar com eletrodos implantados em seu cérebro. O padrão de sua caminhada e seus sinais cerebrais foram coletados e transmitidos através de um link de internet de alta velocidade para um robô – conhecido como CB -, em Kyoto, no Japão.

Ela podia ver a parte anterior das pernas de CB em uma enorme tela à sua frente. A macaca recebia “prêmios” quando fazia o robô se mexer com o movimento de suas pernas.

À medida que Idoya se mexia, CB caminhava exatamente no mesmo ritmo. Registros do cérebro do animal revelaram que seus neurônios se exercitavam cada vez que ela dava um passo, e cada vez que o robô também o fazia (leia o artigo sobre neurônios espelho).

Os sinais que o cérebro de Idoya enviou para o robô, e o vídeo do robô enviado de volta à macaca, foram restabelecidos em menos de meio segundo. A troca de sinais foi tão rápida que houve uma combinação simultânea dos movimentos do robô com a experiência do animal.

Após uma hora de experiência, pesquisadores fizeram um truque com Idoya; eles pararam a esteira, ansiosos para ver o que a macaca faria.

“Seus olhos estavam fixos nas pernas do robô”, declarou o Dr. Miguel A.L. Nicolelis, cientista de neurologia da Universidade de Duke, e chefe do laboratório que desenvolveu a experiência. .

Ela recebeu várias guloseimas como prêmio. O robô continuou a andar. E pesquisadores, por sua vez, estavam triunfantes com o resultado.

Quando os sinais do cérebro de Idoya estimularam o ato de caminhar no robô, alguns dos neurônios em seu cérebro controlavam suas próprias pernas, enquanto outros controlavam as do robô. Após aproximadamente uma hora de prática e reações visuais, a ultima série de neurônios basicamente entrou em sintonia com as pernas do robô. Após a parada da esteira, ela ainda era capaz de fazer com que CB se movimentasse durante três minutos.

A visão é um poderoso e dominante sinal no cérebro, disse Nicolelis. O córtex motor do animal, local onde eletrodos foram implantados, captou o detalhamento das pernas do robô, como se elas pertencessem ao próprio corpo de Idoya.

No futuro próximo, Idoya e outros macacos bípedes receberão mais feedback de CB na forma de micro-estímulos para os neurônios que especializam-se na sensação de tato relacionado às pernas e aos pés. Quando os pés de CB tocarem o solo, sensores detectarão a pressão e calcularão o equilíbrio. Nicolelis diz que quando tal informação for diretamente transmitida aos cérebros dos macacos, estes terão a forte impressão de que são capazes de sentir os pés de CB tocando o chão.

leia o artigo completo aqui (em inglês)

Extraído de: New York Times, 15 de Janeiro, 2008

Fonte:

Pesquisadores: Universidade de Duke

Privação de sono inibe produção de neurônios, diz estudo

O estudo sugere que a privação de sono pode levar o cérebro a parar de produzir novas células.

Experiências em ratos de laboratório inciaram que a falta de sono afeta o hipocampo – uma região do cérebro envolvida na formação de memórias.

Foram feitos exames comparando animais impedidos de dormir por 72 horas a outros, que repousaram, e constatou-se que o primeiro grupo apresentava níveis mais altos do hormônio do estresse, corticosterona.

Ele também produziu um número significativamente menor de células no cérebro, neurônios, na região do hipocampo. Quando os níveis de corticosterona foram mantidos em níveis constantes, a redução não ocorreu.

O padrão de sono foi restaurado em uma semana, mas os níveis de produção de células nervosas só foram restaurados em duas semanas, e o cérebro parecia fazer um esforço para compensar a escassez.

Concentração e Aprendizado

Embora o papel da produção de neurônios em adultos continue desconhecido, a inibição da produção pode explicar algumas deficiências de aprendizado associadas à privação prolongada de sono.

As conclusões do estudo não podem ser aplicadas diretamente em seres humanos porque as pessoas só ficam sem dormir por 72 horas em circunstâncias extremas. Mas seria interessante observar se a privação de sono por um período mais breve, ao invés de falta total de sono, teria as mesmas conseqüências.

o artigo completo aqui

Extraído de: BBC Brasil, 10 de fevereiro, 2007

Fonte: Proceedings of the National Academy of Science

Pesquisadores: Universidade de Princeton

Síndrome faz mulher recordar 24 anos em detalhes

O caso de uma americana de 42 anos que se lembra com detalhes de todos os dias de sua vida desde a adolescência é destaque na edição desta quinta-feira da revista de ciência New Scientist.

Chamada de AJ, ela é capaz de se lembrar das datas de todas as Páscoas durante 24 anos, e ainda recorda o que estava vestindo, onde estava e o que estava fazendo no dia. Além disso, sua memória ainda recorda fatos históricos e principais acontecimentos das últimas décadas.

Segundo a revista, os cientistas da Universidade da Califórnia em Irvine, nos Estados Unidos, começaram a pesquisar sobre a habilidade da memória de AJ há sete anos, quando ela procurou os acadêmicos dizendo que se sentia “exausta” e que as lembranças eram como um “fardo” que ela tinha que carregar.

AJ descreve suas lembranças como “um filme que nunca pára”, afirma o texto.

A partir dos relatos de AJ, a equipe do neuropsicólogo James McGaugh realizou testes com a paciente e identificou uma nova síndrome de supermemória, batizada de hyperthymestic (nome em inglês, baseado no grego, thymesis, que significa lembrar).

“Convencidos que sua condição era nova na ciência, os cientistas chamaram [a síndrome] de hyperthymestic e identificaram vários outros pacientes que sofrem do mesmo mal”, diz a revista.

Esquecimento

De acordo com a New Scientist, os cientistas ainda não conseguiram identificar a causa da habilidade “extraordinária” da memória de AJ.

No entanto, a capacidade de recordar memórias autobiográficas pode estar relacionada com uma falha nas atividades cerebrais que permite que as pessoas esqueçam fatos supérfluos.

“O esquecimento funcional é crucial para o bom funcionamento da memória. Um sistema que recorda todos os detalhes e torna esta informação disponível com freqüência irá resultar em uma confusão em massa”, diz o cientista Dan Schacter, da Universidade de Harvard, à revista.

Para McGaugh, que investiga o caso, AJ possui “qualidades obsessivas”. Ele sugere que, assim como os autistas, ela é interessada em datas e no calendário. Além disso, há 32 anos ela mantém um diário, guarda os guias de televisão de vários anos e diz que “sempre precisou de organização”.

Segundo o cientista, os comportamentos compulsivos podem reforçar a memória, ao invés de incentivar o arquivamento e o esquecimento das informações pelo cérebro.

Características

A revista indica ainda que, segundo os pesquisadores, a memória de AJ não é fotográfica, já que, em um dos testes, ela não conseguiu se lembrar ao fechar os olhos o que os cientistas estavam vestindo.

“A memória autobiográfica dela, apesar de incrível, é seletiva e até comum em alguns aspectos”, diz McGaugh na reportagem.

Os cientistas afirmaram à revista que o próximo passo da pesquisa será analisar ressonâncias magnéticas dos cérebros dos pacientes que sofrem da síndrome hyperthymestic para identificar possíveis diferenças entre cérebros de pessoas que possuem memória normal.

a reportagem aqui

Extaído de: BBC Brasil, 14 de fevereiro, 2008

Fonte: Revista New Scientist

Pesquisadores: Universidade da Califórnia em Irvine