No dia 12 de junho de 2014, precisamente às 3:33
numa agradável tarde de inverno em São Paulo, no Brasil,
uma tarde típica de inverno na América do Sul,
este miúdo, este jovem que vocês veem aqui a festejar
como se tivesse marcado um golo,
Juliano Pinto, 29 anos, conseguiu um feito magnífico.
Apesar de estar paralisado
e de não ter nenhuma sensibilidade desde meio do peito
até à ponta dos dedos dos pés,
em resultado dum acidente de carro, há seis anos,
que matou o seu irmão e lhe causou uma lesão espinal total,
que o deixou numa cadeira de rodas,
Juliano esteve à altura da ocasião
e neste dia fez uma coisa que, provavelmente,
todos os que o viram nesses seis anos consideravam impossível.
Juliano Pinto deu o pontapé de saída
da Taça do Mundo de 2014, aqui no Brasil,
apenas através do pensamento.
Ele não podia mexer o corpo,
mas podia imaginar os movimentos necessários para chutar a bola.
Era um atleta antes da lesão, agora é para-atleta.
Vai aos Jogos Paraolímpicos, espero, dentro de uns anos.
Mas o que a lesão na espinal medula não roubou a Juliano
foi a sua capacidade de sonhar.
O sonho tornou-se realidade naquela tarde, num estádio com 75 mil pessoas
e uma audiência de quase mil milhões de pessoas a ver pela TV.
Aquele pontapé coroou 30 anos de pesquisa fundamental
a estudar o cérebro,
este incrível universo que temos entre as orelhas,
só comparável com o universo que temos por cima da nossa cabeça
porque possui quase 100 mil milhões de elementos,
que comunicam uns com os outros através de ligações elétricas.
O que Juliano conseguiu realizar,
levou 30 anos de investigação para imaginar e uns 15 anos a planear.
Quando John Chapim e eu, há 15 anos , escrevemos um artigo
propondo construir uma coisa a que chamámos "interface" cérebro-máquina,
ou seja, ligar o cérebro a dispositivos,
para que animais e seres humanos pudessem mover esses dispositivos,
não importa quão longe estivessem do seu corpo,
imaginando apenas o que querem fazer,
os nossos colegas disseram que precisávamos de ajuda psiquiátrica.
Apesar disso, um escocês e um brasileiro perseveraram,
(Risos)
porque foi assim que fomos criados nos nossos respetivos países.
Durante 12-15 anos, fizemos demonstrações, atrás de demonstrações,
sugerindo que isso era possível.
Uma "interface" cérebro-máquina não é uma ciência aeroespacial,
é apenas pesquisa sobre cérebro.
É simplesmente o uso de sensores
para ler os sinais elétricos que o cérebro produz
para gerar comandos motores
que têm que ser transmitidos à espinal medula.
Assim, concebemos sensores que podem ler
centenas e agora milhares de neurónios simultaneamente
e extrair desses sinais elétricos
a planificação do movimento que o cérebro está a gerar
para nos fazer mover no espaço.
Ao fazer isso, convertemos esses sinais em comandos digitais
que qualquer dispositivo mecânico, eletrónico ou virtual pode entender.
Assim, o sujeito imagina o movimento que quer fazer,
e o dispositivo obedece ao comando do cérebro.
Ao sensibilizar esses dispositivos com vários tipos diferentes de sensores,
como vocês verão em breve,
nós enviamos respostas ao cérebro, a confirmar
que essa vontade motora foi despoletada, não importa onde,
perto do sujeito, na casa ao lado, ou no outro lado do planeta.
Quando esta mensagem dá "feedback" ao cérebro,
o cérebro concretiza o seu objetivo: fazer-nos mover.
Isto é apenas uma experiência que publicámos há uns anos,
em que um macaco, sem mover o corpo,
aprendeu a controlar os movimentos de um braço avatar,
um braço virtual que não existe.
O que estão a ouvir é o som do cérebro deste macaco
enquanto ele explora três esferas visualmente idênticas
num espaço virtual.
Para obter a recompensa duma gota de sumo de laranja que os macacos adoram,
o animal tem que detetar e selecionar um destes objetos
através do tato,
não pela visão, mas tocando no objeto.
Porque sempre que esta mão virtual toca num dos objetos,
um impulso elétrico volta ao cérebro do animal
descrevendo a textura fina da superfície do objeto
e assim o animal pode avaliar qual é o objeto que tem que agarrar.
Se o fizer, tem uma recompensa sem precisar de mover um músculo.
O almoço brasileiro perfeito:
conseguir o sumo de laranja sem precisar de mover um músculo.
(Risos)
Quando vimos esta experiência,
voltámos a propor a ideia que publicáramos há 15 anos.
Recuperámos o artigo.
Tirámo-lo da gaveta
e propusemos que talvez pudéssemos fazer com que um ser humano paralisado
usasse a "interface" cérebro-máquina para voltar a ter mobilidade.
A ideia era que, se fôssemos vítimas...
— pode acontecer a qualquer um,
acontece de repente, num milissegundo duma colisão,
um acidente de carro transforma totalmente a nossa vida.
Se tivermos uma lesão total da espinal medula,
não nos movemos porque os pensamentos não chegam aos músculos.
Mas esses pensamentos continuam a gerar-se na nossa cabeça.
Os paraplégicos ou tetraplégicos sonham com movimentos todas as noites.
Têm isso dentro da cabeça.
O problema é como extrair dela essa informação
e criar novamente o movimento.
Portanto propusemos criar um corpo novo.
Vamos criar uma roupa robótica.
Foi assim que Juliano pôde chutar aquela bola só com o pensamento,
porque estava a usar o primeiro traje robótico controlado pelo cérebro
que pode ser usada por paraplégicos ou tetraplégicos para se moverem
e conseguirem de novo um sinal de resposta.
Esta era a ideia original, há 15 anos.
Vou mostrar-vos como 156 pessoas de 25 países,
dos cinco continentes deste belo planeta,
largaram a sua vida, a sua profissão,
largaram os cães, as mulheres, os filhos, as escolas, o trabalho,
e se juntaram para vir ao Brasil durante 18 meses para fazer isto.
Porque uns anos depois de o Brasil ter sido escolhido para a Taça Mundial,
ouvimos dizer que o governo brasileiro queria fazer uma coisa significativa
na cerimónia de abertura
no país que reinventou e aperfeiçoou o futebol,
até termos enfrentado os alemães, claro.
(Risos)
Mas isso é outra conversa,
e é outro neurocientista que tem que falar disso.
O Brasil queria apresentar um país completamente diferente,
um país que valoriza a ciência e a tecnologia,
e pode dar um presente a milhões, a 25 milhões de pessoas em todo o mundo,
que não podem mover-se por causa duma lesão na medula.
Fomos ter com o governo brasileiro e com a FIFA e propusemos:
"Vamos pôr um brasileiro paraplégico
"a dar o pontapé de saída da Taça Mundial de 2014
"usando um exosqueleto controlado pelo cérebro que lhe permita chutar a bola
"e sentir o contato com a bola".
Eles olharam para nós, pensaram que éramos completamente malucos
mas disseram: "Ok, vamos tentar".
Tivemos 18 meses para fazer tudo a partir do zero, do nada.
Não tínhamos exosqueleto, não tínhamos pacientes,
não tínhamos nada feito.
Estas pessoas reuniram-se
e, em 18 meses, arranjámos oito pacientes num programa de treino
e construímos do nada esta coisa,
a que chamámos Brasil-Santos Dumont 1.
O primeiro exosqueleto construído, controlado pelo cérebro,
recebeu o nome do mais famoso cientista brasileiro,
Alberto Santos Dumont,
que, em 19 de outubro de 1901, construiu e pilotou
o primeiro balão dirigível nos céus de Paris,
perante um milhão de pessoas.
Desculpem, meus amigos americanos,
eu vivo na Carolina do Norte,
mas isto foi dois anos antes de os irmãos Wright voarem
sobre a costa da Carolina do Norte.
(Aplausos)
O controlo aéreo é brasileiro.
Portanto, trabalhámos com estas pessoas
(Risos)
e montámos este exosqueleto.
Uma máquina hidráulica, 15 graus de liberdade,
que é comandada por sinais do cérebro
detetados por uma tecnologia não invasiva chamada eletroencefalografia
que permite que o paciente imagine os movimentos
e envie os comandos para os controlos, os motores,
e execute a tarefa.
O exosqueleto foi coberto com uma pele artificial
inventada em Munique por Gordon Cheng, um dos meus grandes amigos,
para permitir a sensação das articulações a moverem-se e dos pés a tocarem no chão,
e ser sentida pelo paciente através duma camisa.
É uma camisa inteligente, com elementos microvibratórios
que envia os sinais de resposta e engana o cérebro do doente,
criando a sensação de que não é uma máquina que está a transportá-lo,
mas é ele que está a caminhar novamente.
Conseguimos fazer isto, e vamos ver aqui
a primeira vez que Bruno, um dos nossos doentes, caminhou.
Demora uns segundos, porque estamos a configurar tudo.
Vamos ver uma luz azul na frente do capacete
porque Bruno vai imaginar o movimento que precisa de fazer,
o computador vai analisá-lo e Bruno vai verificá-lo.
Depois de verificado,
o dispositivo começa a mover-se sob comando do cérebro de Bruno.
Está tudo em ordem, e agora ele começa a andar.
Ao fim de nove anos sem poder mexer-se,
ele está a andar sozinho.
(Aplausos)
Mas não está apenas a andar,
ele está a sentir o chão.
Se a velocidade do exosqueleto aumenta,
ele diz que ele está a andar de novo na areia de Santos,
a praia onde ele costumava ir antes de sofrer o acidente.
Isto porque o cérebro está a criar uma nova sensação na cabeça de Bruno.
Ele anda, e no fim da caminhada diz — eu estou a ficar sem tempo —
"Sabem, preciso que me emprestem isto quando me casar,
"porque quero ir a andar até ao padre
"e ver a minha noiva e chegar lá por mim mesmo".
Claro que ele vai poder usá-lo sempre que quiser.
Isto é o que queríamos mostrar durante a Taça Mundial, mas não pudemos.
Por qualquer razão misteriosa, a FIFA reduziu a transmissão para metade.
O que vamos ver, muito rapidamente, é Juliano Pinto no exosqueleto
a dar o pontapé, uns minutos antes de ir para o campo
e de fazer o mesmo em frente da multidão.
As luzes que vamos ver descrevem a operação.
Basicamente, as luzes azuis a piscar indicam que o exosqueleto está pronto.
Pode receber pensamentos, pode fornecer sinais de resposta.
Quando Juliano toma a decisão de chutar a bola,
vemos dois feixes de luz verde e amarela
a sair do capacete até às pernas,
que representam os comandos mentais que o exosqueleto recebeu
para os executar.
Basicamente, em 13 segundos, Juliano conseguiu-o.
Podemos ver os comandos.
Ele prepara-se, a bola é colocada, e ele chuta.
A coisa mais fantástica é que, 10 segundos depois,
olhou para nós do campo,
e disse-nos, radiante, como vocês viram:
"Eu senti a bola!"
Isto não tem preço.
(Aplausos)
Ora bem, onde é que isto nos leva?
Só tenho dois minutos para vos dizer
que vai ultrapassar os limites da imaginação.
Já existe tecnologia que atua através do pensamento.
É recente: só publicámos isto há um ano,
a primeira "interface" cérebro-cérebro
que permite que dois animais troquem mensagens mentais.
Se um animal vê qualquer coisa no seu meio ambiente
pode enviar um SMS mental, um torpedo, um torpedo neurofisiológico,
ao segundo animal.
O segundo animal executa a ação que lhe pedem para fazer
sem sequer saber qual a mensagem que o meio ambiente enviou
porque a mensagem saiu do cérebro do primeiro animal.
Esta é a primeira demonstração.
Vou ser muito rápido porque quero mostrar-vos as últimas novidades.
Vemos aqui o primeiro rato a ser informado,
por uma luz que vai aparecer na gaiola da esquerda,
que tem que pressionar a alavanca da esquerda, para obter uma recompensa.
Ele vai lá e faz isso.
Ao mesmo tempo, ele envia uma mensagem mental
ao segundo rato que não viu nenhuma luz.
O segundo rato, em 70% das vezes,
vai pressionar a alavanca e obter a recompensa
sem sequer ter visto a luz na retina.
Nós levámos isto a um limite um pouco maior
pondo macacos a colaborar mentalmente numa rede de cérebros,
para rodar a sua atividade cerebral
e entreajudarem-se para mover o braço virtual que já mostrei.
Vemos aqui a primeira vez
em que dois macacos combinam os seus cérebros,
sincronizando os cérebros perfeitamente para mover o braço virtual.
Um macaco está a controlar a dimensão x
e o outro macaco controla a dimensão y.
Isto torna-se mais interessante quando há três macacos.
Pedimos a um macaco para controlar x e y,
a outro macaco para controlar y e z,
e ao terceiro para controlar x e z
e deixamos que eles joguem em conjunto,
a mover o braço em 3D para um alvo
para ganharem o famoso sumo de laranja brasileiro.
E eles conseguem fazê-lo.
O ponto preto é a média de toda a atividade cerebral
a funcionar em paralelo, em tempo real.
É a definição dum computador biológico.
que interage por atividade cerebral e atinge um objetivo motor.
Para onde é que isto nos leva?
Não fazemos ideia.
Nós somos apenas cientistas.
(Risos)
Somos pagos para sermos crianças,
para ir até o limite e descobrir o que está lá fora.
Mas uma coisa eu sei.
Um dia, dentro de algumas décadas,
quando os nossos bisnetos navegarem na Internet apenas pelo pensamento,
ou uma mãe doar a sua visão a uma criança autista que não vê,
ou alguém poder falar porque usa uma ponte cérebro-cérebro,
alguns de vocês vão-se lembrar que tudo começou numa tarde de inverno
num campo de futebol brasileiro com um pontapé impossível.
Obrigado.
(Aplausos)
Obrigado.
(Aplausos)
Bruno Giussani: Miguel, obrigado por manter-se dentro do tempo.
Eu dou-lhe mais dois minutos,
porque há uns pontos que gostaria de desenvolver.
Se for preciso ligar os cérebros para perceber,
vamos ligá-los.
Se eu bem percebi,
um dos macacos recebe um sinal
e o outro macaco reage a esse sinal
só porque o primeiro recebe e transmite o impulso?
Miguel Nicolelis: Não é bem assim.
Nenhum macaco sabe da existência dos outros dois macacos.
Eles recebem uma mensagem visual em 2D,
mas a tarefa que precisam de cumprir é a 3D.
Eles têm que mover o braço em três dimensões.
Mas cada macaco só recebe as duas dimensões no ecrã do vídeo
que os macacos controlam.
Para realizar a tarefa,
é preciso que pelo menos dois macacos sincronizem os seus cérebros,
mas o ideal é serem três.
Nós descobrimos que, quando um macaco começa a abrandar,
os outros dois macacos melhoram o seu desempenho
para fazer o outro voltar.
É um ajuste dinâmico,
mas o sincronismo global permanece o mesmo.
Agora, se invertermos, — sem dizer aos macacos —
as dimensões que cada cérebro tem que controlar,
como este aqui que está a controlar x e y,
mas devia estar a controlar agora y e z,
o cérebro dos animais esquece, imediatamente, as dimensões anteriores
e começa a concentrar-se nas novas dimensões.
O que é preciso dizer é que nenhuma máquina de Turing,
nenhum computador consegue prever o que uma rede de cérebros consegue fazer.
Nós vamos absorver a tecnologia
mas a tecnologia nunca nos absorverá.
É simplesmente impossível.
BG: Quantas vezes já testou isso?
E quantas vezes teve sucesso ou falhou?
MN: Oh, dezenas de vezes.
Com três macacos? Oh, várias vezes.
Não podia falar nisso aqui se não o tivesse feito algumas vezes.
E esqueci-me de referir, devido ao tempo,
que há apenas três semanas, um grupo europeu
demonstrou a primeira ligação homem-a-homem, cérebro-a-cérebro.
BG: E como é que isso funciona?
MN: Houve pouca informação
— mas as grandes ideias começam de forma modesta.
Basicamente, a atividade cerebral de um sujeito
foi transmitida para um segundo sujeito, tudo por tecnologia não invasiva.
O primeiro sujeito recebeu uma mensagem, como os nossos ratos, uma mensagem visual
e transmitiu-a a um segundo sujeito.
O segundo sujeito recebeu um impulso magnético no córtex visual,
e outro impulso, dois impulsos diferentes.
No primeiro impulso o sujeito viu uma coisa.
No segundo impulso, ele viu uma coisa diferente.
E foi capaz de indicar verbalmente
qual era a mensagem que o primeiro sujeito estava a enviar
pela Internet, de um continente distante.
BG: Uau! Ok, é para aí que estamos a ir.
Esta é a próxima Ted Talk na próxima conferência.
- Miguel Nicolelis, obrigado. - Obrigado Bruno, obrigado.