Prótese neural visa aumentar a memória – Physics World

<a href="https://platoblockchain.com/wp-content/uploads/2024/03/neural-prosthetic-aims-to-boost-memory-physics-world-2.jpg" data-fancybox data-src="https://platoblockchain.com/wp-content/uploads/2024/03/neural-prosthetic-aims-to-boost-memory-physics-world-2.jpg" data-caption="Tarefa de recuperação de imagem A equipe de pesquisa forneceu neuroestimulação aos participantes do estudo durante tarefas de memória de reconhecimento visual, encontrando mudanças significativas na forma como as pessoas se lembravam das imagens. (Cortesia: Escola de Medicina da Universidade Wake Forest)”>

Um sistema protético eletrônico poderia ajudar pessoas com problemas de memória – devido à doença de Alzheimer, lesão cerebral traumática ou epilepsia – a lembrar informações específicas. A nova tecnologia, que está sendo desenvolvida por pesquisadores da Escola de Medicina da Universidade de Wake Forest e os votos de University of Southern California, atua no hipocampo, uma parte do cérebro envolvida na formação de novas memórias.

Interfaces cérebro-computador, como membros robóticos, estabelecem comunicação entre o cérebro e um dispositivo externo. O hipocampo (na verdade, os humanos têm dois hipocampos, um em cada hemisfério do cérebro) pode, até certo ponto, desenvolver novos neurônios. Mas os cientistas não encontraram uma maneira de reparar os danos no hipocampo. A prótese neural desenvolvida pelos pesquisadores utiliza modelos derivados da atividade elétrica do hipocampo para estimular a recordação.

“A maioria das interfaces de controle cerebral depende do cérebro para descobrir como lidar com as informações das coisas. Estamos trabalhando para descobrir como combinar o que o cérebro está fazendo”, diz Brent Roeder, pesquisador da Wake Forest que trabalha no projeto há quase uma década. “Estamos descobrindo quais são as formas possíveis de melhorar a função da memória e quais funcionam melhor para quais pessoas e que tipo de condições?”

Memória de codificação e decodificação

Em um estudo publicado em 2018 no Jornal de Engenharia Neural, a equipe estimulou neurônios no hipocampo em tempo real usando um modelo matemático não linear de múltiplas entradas e múltiplas saídas. “[Nesse estudo, o modelo] não se importava com o que você estava tentando lembrar... estava apenas tentando ajudar seu hipocampo a funcionar melhor”, explica Roeder.

Em seu trabalho mais recente, relatado em Fronteiras em neurociência computacional, os pesquisadores isolaram a atividade elétrica de neurônios específicos e depois usaram essa informação para estimular o hipocampo para ver se isso poderia ajudar as pessoas a se lembrarem melhor de imagens específicas.

O estudo incluiu 14 adultos – todos com diagnóstico de epilepsia e participando de um procedimento diagnóstico de mapeamento cerebral no qual eletrodos foram colocados em pelo menos um hipocampo. Foram mostradas aos participantes diferentes categorias de imagens (animal, construção, planta, ferramenta ou veículo) em uma tarefa de memória visual atrasada de combinação com amostra. Os pesquisadores identificaram atividade neural comum no hipocampo para cada categoria de imagem e usaram essas informações para derivar um padrão de disparo fixo e calculado matematicamente. Este padrão de disparo foi então usado para estimular o hipocampo durante uma tarefa de memória de reconhecimento visual.

“Estávamos realmente testando duas coisas neste estudo. A primeira é: você pode estimular informações específicas? E a segunda foi: até que ponto somos bons em estimular as informações que queremos estimular?” diz Roeder. “Então a resposta para a primeira pergunta é sim, você pode estimular para obter informações específicas. A resposta à segunda pergunta é: bem, há muito espaço para melhorias.”

Os pesquisadores observaram aumentos e diminuições no desempenho da memória. Em aproximadamente 22% dos casos, houve uma diferença na forma como os participantes se lembraram das imagens que lhes foram mostradas antes. Quando a estimulação foi aplicada em ambos os lados do cérebro, quase 40% dos participantes com função de memória prejudicada apresentaram alterações no desempenho da memória.

“O exemplo que dou é que você já viu um garçom carregando uma bandeja nos dedos. Eles não suportam a bandeja inteira, mas sim parte da bandeja. Mas como essas partes da bandeja estão conectadas ao restante da bandeja, elas levantam a bandeja inteira”, explica Roeder. “Nossa memória é associativa. Não estamos tentando apoiar toda a memória – estamos tentando apoiar parte da atividade neural para aumentar toda a memória.”

Os investigadores concluem que pode ter havido mais sobreposição entre categorias de imagens do que o previsto (por exemplo, os animais são frequentemente encontrados perto de plantas). Tornar as categorias de imagens mais distintas, mostrando cores ou direções em vez de imagens, por exemplo, poderia ajudar a melhorar o desempenho da prótese eletrônica.

“Agora que sabemos que é possível... é apenas uma questão de melhorar”, diz Roeder.

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• Fonte: https://physicsworld.com/a/neural-prosthetic-aims-to-boost-memory/