Quão perto estamos de ligar nossos cérebros com inteligência artificial?

Um dos maiores sonhos da humanidade é a imortalidade, e uma das formas de fazer isso seria unir a mente à máquina. Mas quão perto estamos de atingir este objetivo? Nos últimos 50 anos, pesquisadores de universidades e laboratórios ao redor do mundo têm feito grande progresso para atingir esta visão.

As empresas Neuralink e Kernel, respectivamente de Elon Musk e Bryan Johnson, anunciaram novas startups que visam melhorar as capacidades de comunicação entre cérebro e computador.

A maioria dos trabalhos recentes de interface cérebro-computador buscam melhorar a qualidade de vida de pessoas com paralisia ou problemas motores severos. Resultados já têm sido observados: a Universidade de Pittsburgh (EUA) desenvolveu um trabalho em que um braço robótico é controlado por sinais cerebrais.

Outra pesquisa que também já apresentou resultados animadores é a da Universidade de Stanford (EUA), em que pacientes paralisados conseguiram digitar frases através de um pequeno implante de um sensor no cérebro. Tudo o que o paciente precisa fazer é imaginar que seu braço está apontando para a letra escolhida na tela do computador, e o sinal é enviado para ele.

Os pesquisadores envolvidos neste trabalho de Stanford já visualizam a tecnologia, quando estiver mais avançada, sendo utilizada para a comunicação com aparelhos domésticos como o ar-condicionado e abrir e fechar portas de forma remota. Isso se chama “internet das coisas”.

Alguns implantes tecnológicos já são bem aceitos por médicos e pacientes, como o Implante Coclear para pessoas portadoras de surdez neurossensorial, que tem uma parte externa e parte interna. A parte externa é composta por um microfone, um microprocessador de fala e um transmissor. A parte interna possui um receptor e estimulador, um eletrodo de referência e um conjunto de eletrodos que são inseridos na cóclea.

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Obstáculos

Um dos obstáculos da interface cérebro-computador é que os movimentos são reproduzidos de forma muito mais lenta que a natural, com menos precisão e com menos complexidade do que um corpo realizaria com seus membros naturais.

Olhos biônicos oferecem uma visão em baixa resolução; implantes cocleares podem carregar normalmente uma fala, mas distorcem a experiência musical.

Outro empecilho é que a maioria dessas tecnologias funciona com um implante de eletrodos no cérebro, cirurgia que poucas pessoas considerariam a não ser que houvesse um enorme custo-benefício. Há também o problema dos danos no tecido cerebral. Enquanto esses tecidos são flexíveis e macios, os materiais condutivos tendem a ser rígidos. Esses implantes podem causar cicatrizes e reações do sistema imunológico da pessoa.

Algumas interfaces são não-invasivas, com eletrodos colados no couro cabeludo, e podem ser usados para controle de cadeiras de rodas, braços robóticos e até drones. Mas todos os breves testes realizados com essa tecnologia até agora foram feitos em laboratório, um ambiente tranquilo e silencioso, em que o usuário não está distraído. Por enquanto elas não existem de forma portátil e simples de ser usada em qualquer ambiente.

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Futuro biônico

Mesmo com todos esses problemas, os neuroengenheiros estão otimistas em relação ao nosso futuro biônico. As interfaces cérebro-computador não precisam ser perfeitas. O cérebro é incrivelmente adaptável e é capaz de aprender a usar as interfaces da mesma forma que aprendemos a dirigir ou tocar um novo instrumento musical, por exemplo.

Uma interface co-adaptável também é possível, em que a parte eletrônica aprender com o cérebro e se comunica com ele constantemente durante o processo de aprendizado. [Science Alert]

Cola óssea deve substituir parafusos e placas metálicas em tratamento de fraturas

Por Juliana Blume, em 24.01.2018

Um novo tipo de cola está sendo testado no espaço para ver como o material se comporta longe da superfície da Terra. A cola é feita de cálcio e aminoácidos, e é chamada de Tetranite. Com ela, fraturas complicadas, como as de quem sofre de osteoporose, poderiam ser coladas rapidamente, sem a ajuda de parafusos e placas metálicas.

Outro possível uso para o material é gerar a produção de novo material ósseo em pessoas, também útil em quem tem osteoporose e para astronautas, que podem perder 2% da massa óssea a cada mês que passam longe da superfície da Terra. Por isso, o Tetranite foi enviado para a Estação Espacial Internacional à bordo da capsula Dragon da SpaceX no último dia 15 de dezembro, para ser observado no espaço.

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“Se conseguirmos mostrar que nosso material simula a produção de osso novo no ambiente espacial, isso terá um grande valor na Terra, pois poderia ser usado algum dia para tratar pacientes com osteoporose. Mas também poderia ser um material para tratar astronautas dos efeitos de longas viagens espaciais. Este é obviamente um motivo secundário para estudar a cola no espaço, mas é uma dualidade interessante”, diz Brian Hess, CEO da empresa Launchpad Medical, que desenvolveu a cola.

No experimento na EEI, astronautas estão trabalhando com testes em culturas de células com o Tetranito. Essas culturas estão sendo manipuladas na Microgravity Science Globebox (Caixa de Luvas Científica de Microgravidade), equipamento instalado na EEI que fornece um ambiente completamente selado com luvas embutidas para que os materiais sejam manipulados.

Joe Acaba trabalha com culturas de células na caixa de luvas da Estação Espacial

O experimento tem previsão de duração de 20 dias, e depois será congelado e enviado de voltar à Terra ainda no mês de janeiro, quando o Dragon deve voltar para os Estados Unidos com mais de 1.600kg de materiais de pesquisa, equipamentos e outros materiais. O mesmo estudo está acontecendo simultaneamente na Terra, para que os resultados sejam comparados.

Se os resultados forem promissores, testes mais longos devem acontecer no centro de pesquisa com roedores da EEI. A empresa já usou a cola com sucesso em roedores na Terra para estabilizar implantes dentários. A intenção é testar o material em seres humanos daqui a um ano.

Os resultados deste experimento serão muito importantes para a NASA, que tem estudado os efeitos da perda de massa óssea em astronautas há anos. Os estudos mais famosos da agência incluem manter os voluntários deitados em camas por 90 dias, simulando os efeitos da microgravidade em que a falta de gravidade da Terra prejudica o processo de manutenção dos ossos.

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Um processo semelhante é observado em quem sofre com a osteoporose, doença em que o osso é reabsorvido em ritmo maior do que a formação de novo osso acontece. Apenas no Brasil, 10 milhões de pessoas têm o problema, sendo que uma em cada três mulheres com mais de 50 anos tem a doença. Em nosso país, 2,4 milhões de fraturas acontecem por ano por conta da osteoporose, e 200 mil pessoas morrem todos os anos por causa dessas fraturas de ossos importantes, como fêmur, coluna vertebral e quadril.

Hess diz que a ideia de usar parafusos e placas de metal para segurar ossos parece muito antiquada. “Eles [cirurgiões] estão usando tecnologia antiquada. Eu sabia que tinha que ter um jeito menos invasivo e mais elegante para fazer isso”. A cola óssea foi inspirada no material produzido pro cracas para se fixarem em rochas e cascos de embarcações.

“O cálcio e o aminoácido reagem para formar uma substância grudenta que fica dura. Com o tempo essa cola é reabsorvida pelo corpo”, explica ele. O material não é rejeitado pelo corpo e, por ser sintético, não tem alto custo de produção.

Veja um close do lançamento do TESS, o satélite que irá buscar exoplanetas

Por Natasha Romanzoti, em 23.04.2018

A imagem acima mostra o lançamento do TESS, ou Satélite para Levantamento de Exoplanetas em Trânsito (no original em inglês, Transiting Exoplanet Survey Satellite).

O sucessor do prolífico telescópio espacial Kepler, que descobriu mais de 4,5 mil planetas orbitando estrelas distantes, começou sua própria busca no último 18 de abril.

• 9 incríveis exoplanetas descobertos pelo telescópio espacial Kepler

O TESS foi impulsionado para o céu por um foguete Falcon 9, da empresa privada SpaceX. O foguete leva esse nome por conta de seus 9 motores de primeiro estágio Merlin, vistos no close acima, feito pela câmera ativada por som do Space Launch Complex 40 na Estação da Força Aérea de Cabo Canaveral, nos EUA.

• Você nunca viu um foguete SpaceX retornando à Terra deste jeito antes [vídeo]

Missão

Nas próximas semanas, o TESS utilizará uma série de propulsores para entrar em uma órbita altamente elíptica. Uma manobra especial deve permitir que o satélite alcance uma órbita estável com metade do período orbital da lua e uma distância máxima da Terra de cerca de 373.000 quilômetros.

A partir daí, o TESS realizará uma busca de dois anos por planetas em torno das estrelas mais brilhantes e mais próximas de nós no céu.

A expectativa é de que o satélite descubra milhares de exoplanetas na vizinhança solar, monitorando mais de 200.000 estrelas para quedas temporárias de brilho causadas por trânsitos planetários.

Esta é a primeira pesquisa de trânsito planetário totalmente espacial, e deve identificar planetas desde do tamanho da Terra até gigantes gasosos, em torno de uma ampla gama de tipos estelares e distâncias orbitais. Nenhuma busca baseada no solo poderia alcançar esse feito. [NASA, NASA2]

Um monstruoso buraco negro foi arrancado para fora do centro de sua galáxia por uma bizarra colisão cósmica

Cientistas da Universidade Roma Tre, na Itália, identificaram um buraco negro supermassivo que parece ter sido “chutado” de seu centro galáctico pela extraordinária força das ondas gravitacionais.

Pesando mais de um bilhão de sóis, o monstruoso objeto está viajando através de sua galáxia em velocidades de cerca de 7,6 milhões de km/h.

Até agora, já percorreu 35.000 anos-luz, e não há como dizer onde ele vai acabar.

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Fugitivo

Embora estudos anteriores tenham apontado para uma série de anomalias cósmicas no espaço que poderiam ser buracos negros fugitivos, os pesquisadores não confirmaram ainda nenhum deles.

Este, no entanto, é um caso excepcionalmente forte de buraco negro fugitivo. Além disso, é o mais distante do centro de sua galáxia já visto.

Os buracos negros supermassivos habitam o coração de cada galáxia no universo. Esta presença é intrínseca à existência de uma galáxia, mas ninguém sabe exatamente por que eles sempre acabam no centro. Independentemente de como eles chegaram lá, porém, tendem a ficar parados a não ser em ocasiões (teóricas) muito raras em que algo catastrófico os perturba.

“Estimamos que uma energia equivalente a 100 milhões de supernovas explodindo simultaneamente foi necessária para lançar o buraco negro”, disse um dos membros da equipe do estudo, Stefano Bianchi.

O cenário

Os pesquisadores suspeitam que o buraco negro fugitivo foi deslocado devido a uma colisão de duas galáxias, um a dois bilhões de anos atrás.

Os buracos negros centrais dessas duas galáxias circularam cada vez mais perto um do outro durante a colisão e, no processo, emitiram ondas gravitacionais – ondulações no espaço-tempo, como se alguém tivesse deixado cair uma pedra em um lago.

Quando os dois buracos negros centrais finalmente se fundiram, a emissão de ondas parou, lançando o monstruoso objeto na direção oposta.

Em outras palavras, a cerca de 8 bilhões de anos-luz da Terra, há uma galáxia chamada 3C186 que poderia ser o resultado de duas galáxias se fundindo bilhões de anos atrás. Isso, por sua vez, significa que seu buraco negro fugitivo pode ser o resultado de dois pequenos buracos negros comendo um ao outro e sendo desalojados do seu centro.

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Mistérios

Se a hipótese dos cientistas for verdadeira, pode nos ajudar a compreender melhor processos cósmicos envolvendo buracos negros.

A descoberta foi possível graças a detecção de um quasar brilhante a cerca de 35.000 anos-luz do centro de uma galáxia, feita pelo Telescópio Espacial Hubble. O quasar é a assinatura energética de um buraco negro ativo.

Você pode vê-lo na imagem no topo dessa página, como um flash brilhante. A galáxia é a névoa alaranjada flutuando atrás dele.

A velocidade do buraco negro é rápida o suficiente para ele “escapar da galáxia em 20 milhões de anos e percorrer o universo para sempre”, segundo a equipe de pesquisa. Será que um dia chegará ao nosso bairro cósmico? Não há como saber. [ScienceAlert]

A Apple acaba de fazer uma mudança histórica e arriscada em todos os iPhones

A Apple lançou recentemente uma nova atualização para seus iPhones e iPads, com características interessantes, como melhorias na Siri.

No entanto, a maior mudança que ocorreu a maioria das pessoas provavelmente nem notou.

Como parte do upgrade para o iOS 10.3, a companhia mudou uma parte básica de como cada um de seus dispositivos funciona – o sistema de arquivos, ou a forma como o computador armazena dados e sabe onde e como encontrá-lo.

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Inteligente (mas arriscado)

Com a atualização da última segunda-feira, a Apple ofereceu o Apple File System, um novo sistema de arquivos, em oposição ao HFS+, desenvolvido há mais de 30 anos.

Foi uma jogada inteligente para o futuro. O Apple File System é otimizado para armazenamento Flash/SSD e recursos de criptografia, o que deve ajudar os produtos da empresa a executarem de forma mais rápida e suave daqui para a frente.

Porém, também foi uma jogada arriscada. Como o sistema de arquivos é uma parte fundamental dos dispositivos, havia uma chance, se algo tivesse dado errado, de que os arquivos das pessoas fossem excluídos.

Imagina atualizar seu iPhone só para perceber que todos os seus arquivos sumiram. Teria sido o caos, não?

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Vitória!

A boa notícia é que, 12 horas após a atualização ser lançada e baixada por milhões de pessoas, ninguém teve problemas com a transição para o novo sistema de arquivos.

Essa é uma grande conquista para os funcionários da Apple trabalhando nisso.

A única queixa dos usuários foi de que a atualização demora muito para ser instalada, o que pode ser devido à reescrita de todo o modo de arquivamento.

A Apple poderia ter feito um “verdadeiro auê” sobre essa novidade, pois concorrentes como Microsoft e Google precisam realizar grandes atualizações semelhantes também. Em vez disso, contudo, simplesmente fez a mágica acontecer sem que a maioria de nós sequer notasse. [BusinessInsider]

A morte do universo está bem mais próxima do que imaginávamos

Publicado em 1.02.2010

Impressão artística sobre como seria a aparência da morte do universo

Carros ficam sem gasolina, estrelas ficam sem gás e galáxias são engolidas por buracos-negros. Enquanto isso o Universo e tudo o que há nele está acabando, ficando “gasto”. E pesquisadores descobriram que, na verdade, o Universo está 30 vezes mais gasto do que os astrônomos imaginavam.

Cientistas conseguiram calcular a entropia do Universo. Caso você não se lembre de suas aulas de física e química, entropia é a quantidade de energia que pode ser extraída de algo ou de um sistema – por exemplo, podemos medir a eficiência de um motor, quanta energia um combustível fornece ou, nesse caso, a desordem de um sistema.

Usando o tamanho e a quantidade de buracos negros conhecidos, os pesquisadores descobriram que o Universo contém 30 vezes mais entropia do que eles imaginavam. A descoberta também aponta que, por mais que galáxias, estrelas e tudo o mais que há no Universo contribua para a entropia e a desordem, são os buracos-negros supermassivos que são os maiores responsáveis.

Segundo os cientistas, essa descoberta tem fortes implicações na nossa vida e em uma possível vida extraterrestre. O Universo começou com uma entropia baixa e, de acordo com a segunda lei da termodinâmica, essa entropia foi aumentando desde então. Agora o próximo passo é descobrir a quantidade de energia disponível em vários cantos do Universo para calcular se, com essa quantidade de “combustível”, a vida é possível.

Descoberta a função do suspiro: ele é um reflexo vital para nossas vidas

Publicado em 11.02.2016

De acordo com um novo estudo da Universidade Stanford e da Universidade da Califórnia em Los Angeles (EUA), o suspiro é um reflexo crucial que mantém os nossos pulmões saudáveis.

Os cientistas recentemente descobriram onde no nosso cérebro esse reflexo é controlado.

A equipe identificou dois grupos minúsculos de neurônios no tronco cerebral que transformam automaticamente respirações normais em suspiros quando nossos pulmões precisam de uma ajudinha – e eles fazem isso a cada cerca de 5 minutos (ou 12 vezes p

Função vital

Mark Krasnow, da Escola de Medicina de Stanford, um dos pesquisadores do estudo, disse que sua equipe identificou pela primeira vez o “botão do suspiro”, e o mecanismo é acionado de forma surpreendentemente simples, ignorando o nosso cérebro consciente completamente – em biologia, isso sugere que é um dos reflexos mais importantes que temos, assim como nosso sistema de “fuga ou luta”.

“O suspiro parece ser regulado pelo menor número de neurônios que vimos ligado a um comportamento humano fundamental”, disse outro pesquisador, Jack Feldman, da Universidade da Califórnia.

E por que é tão importante? Sem ele, os pequenos “balões” de nossos pulmões, conhecidos como alvéolos, podem colapsar e não conseguir se inflar novamente.

“Um suspiro é uma respiração profunda, mas não voluntária. Ela começa como uma respiração normal, mas antes de expirar, você toma um segundo fôlego em cima do primeiro”, explicou Feldman. “Quando alvéolos colapsam, isso compromete a capacidade do pulmão de trocar oxigênio e dióxido de carbono. A única forma de inflá-los novamente é suspirar, que traz duas vezes o volume de uma respiração 

Como os cientistas descobriram isso?

A hipótese surgiu quando os cientistas notaram que os primeiros pacientes morriam nos dispositivos mais antigos de “pulmão de ferro”, que não levavam em conta respirações profundas – uma falha que já foi corrigida. Se as pessoas não suspiram, os alvéolos lentamente entram em colapso, causando insuficiência pulmonar.

Para provar isso, a equipe estudou ratos de laboratório, que suspiram até 40 vezes por hora. Eles examinaram mais de 19.000 padrões de expressão genética nas células cerebrais dos animais e, eventualmente, chegaram a 200 neurônios que fabricam e liberam um dos dois neuropeptídeos conhecidos por influenciar a respiração em seres humanos.

Os cientistas descobriram que os peptídeos estimulam um segundo conjunto de 200 neurônios, que, em seguida, ativam músculos respiratórios para produzir um suspiro.

Quando a equipe aumentou a quantidade de peptídeo a ser produzida, os ratos começaram a suspirar 400 vezes por hora, em vez de 40. Alternativamente, os pesquisadores foram capazes de “desligar” os suspiros nos ratos completamente quando bloquearam os peptídeos.

Suspiro de amor

Mais pesquisas são necessárias para confirmar se este mesmo mecanismo existe nos seres humanos, mas as semelhanças entre a biologia de ratos e humanos sugerem que sim.

Os pesquisadores ainda não compreenderam tudo o que podem sobre o suspiro, no entanto. Por exemplo, eles não sabem se o suspiro emocional funciona da mesma maneira.

“Há certamente um componente dos suspiros que se relaciona com um estado emocional. Quando você está estressado, por exemplo, suspira mais”, disse Feldman. “Pode ser que os neurônios em áreas do cérebro que processam emoções provocam a liberação dos neuropeptídeos do suspiro, mas não sabemos isso ainda”. [ScienceAlert]