Prótese neural melhora memória humana pela primeira vez

A técnica é invasiva, e aproveitou pacientes que já têm os eletrodos implantados no cérebro para estudo da epilepsia.
[Imagem: Wake Forest Baptist Medical Center]

Prótese que melhora a memória

Cientistas demonstraram a implementação bem-sucedida de um sistema protético que usa os próprios padrões de memória da pessoa para facilitar a capacidade do cérebro de codificar e recordar eventos.

Em outras palavras, as ondas neurais da pessoa são lidas, tratadas por um programa e depois reinseridas no cérebro, gerando uma melhoria na memória.

Em um estudo piloto, o desempenho da memória de curto prazo dos participantes apresentou uma melhoria de 35% a 37% em relação às medições iniciais.

"Esta é a primeira vez que cientistas foram capazes de identificar o código celular do cérebro do próprio paciente, ou o padrão de memória e, em essência, 'escrever' nesse código para fazer a memória existente funcionar melhor, um primeiro passo importante na restauração da perda de memória," disse o professor Robert Hampson, do Centro Médico Batista Wake Forest (EUA).

O experimento se concentrou na otimização da memória episódica, que é o tipo mais comum de memória perdida por pessoas com doença de Alzheimer, derrame e traumatismo craniano. A memória episódica é uma informação que é nova e útil por um curto período de tempo, por exemplo, onde você estacionou seu carro em um determinado dia. A memória de referência são informações que são mantidas e usadas por um longo tempo, como o que é aprendido na escola.

Padrões neurais de memória

Os pesquisadores recrutaram oito pacientes com epilepsia que estão participando de um procedimento diagnóstico de mapeamento cerebral que usa eletrodos implantados cirurgicamente em várias partes do cérebro para identificar a origem das convulsões. Usando um sistema desenvolvido pela equipe, baseado em um modelo matemático não-linear multiponto (MIMO), os pesquisadores influenciaram os padrões de disparo de múltiplos neurônios no hipocampo, uma parte do cérebro envolvida em criar novas memórias.

Primeiro, a equipe do professor Hampson registrou os padrões neurais, ou "códigos", conforme os participantes realizavam uma tarefa de memória no computador. Os pacientes viam uma imagem simples, como um bloco colorido e, depois de um breve intervalo, quando a tela era apagada, deviam identificar a imagem inicial dentre quatro ou cinco imagens na tela.

Esses códigos neurais foram enviados para a equipe dos engenheiros biomédicos Theodore Berger e Dong Song, da Universidade do Sul da Califórnia, que analisaram as gravações das respostas corretas e sintetizaram um código baseado na mesma técnica matemática (MIMO) que representava o desempenho correto em todos os testes de memória. A equipe do hospital então reproduziu o código nos eletrodos implantados nos pacientes enquanto eles realizavam novamente a tarefa. Com o auxílio dos códigos neurais, o desempenho da memória episódica dos pacientes mostrou uma melhoria de 37% em relação ao valor do primeiro teste.

Em um segundo experimento, tudo foi repetido, mas com imagens fotográficas complexas em lugar dos padrões de blocos e deixando um intervalo de 75 minutos entre a visualização da imagem e sua seleção dentre um conjunto de cinco outras imagens. Nesse caso, quando estimulados com os códigos de resposta correta, os participantes apresentaram uma melhora de 35% na memória em relação ao teste inicial.

"Até agora, temos tentado determinar se podemos melhorar a habilidade de memória que as pessoas ainda têm. No futuro, esperamos poder ajudar as pessoas a guardarem memórias específicas, como onde moram ou como seus netos se parecem, quando a memória geral começar a falhar," disse o professor Hampson.

Um próximo passo necessário da pesquisa será repetir os experimentos usando técnicas não-invasivas, como as usadas pelos aparelhos controlados pelo pensamento, ou neurotecnologia, que não dependem do implante de eletrodos diretamente no cérebro.

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