O único movimento voluntário que lhe resta é do olho esquerdo. É com ele que começa a se comunicar, piscando quando a enfermeira diz a letra do alfabeto certa, até soletrar uma palavra.

A história de Bauby é real, e o livro que escreveu com o piscar dos olhos inspirou o filme homônimo. Na síndrome do encarceramento, a vítima permanece lúcida, mas é aprisionada pelo corpo. Para deficiências graves como esta, a ciência tenta desenvolver sistemas complexos de computadores ou máquinas que possam ser comandadas diretamente pelo cérebro. Ainda há um longo caminho pela frente.

Trailer do filme O escafandro e a borboleta (2007)

Mas, enquanto não se chega lá, um grupo de pesquisadores de Israel descobriu uma nova alternativa para deficientes transmitirem comandos quase na ponta do nariz: a aspiração.

Os resultados da pesquisa, liderada por Anton Plotkin, do Departamento de Neurobiologia Instituto Weizmann, foram publicados nesta segunda-feira no periódico PNAS. O grupo desenvolveu um ‘controlador de aspirações’ (sniff controller), que mede as mudanças na pressão nasal e as transforma em comandos.

O equipamento foi testado em pessoas saudáveis – que obtiveram a mesma agilidade e precisão para jogar jogos de computador com o equipamento que usando joysticks e mouses – e depois em vítimas de síndrome do encarceramento e tetraplégicos.

A imagem indica como o controlador de aspirações transmite os comandos para o computador. Um voluntário saudável usa o dispositivo, com pequenas cânulas inseridas nas narinas para detectar as variações na pressão nasal (reprodução/ PNAS).

Resultados positivos

Três pacientes com a síndrome foram testados. A primeira se comunicou pela primeira vez sete meses depois do derrame, e o segundo pôde escrever pela primeira vez após dez anos – até então, comunicava-se com familiares e enfermeiros pelas piscadelas. Com o terceiro, não deu certo: ele não conseguiu controlar as aspirações voluntariamente.

O mecanismo foi então testado em dez tetraplégicos, que puderam escrever e fazer uma busca na internet. A fase de testes seguinte verificou se as ‘fungadas’ poderiam direcionar uma cadeira de rodas eletrônica. O artigo descreve que, depois do teste com dez voluntários, um tetraplégico conseguiu operar o sistema com 15 minutos de treino.

“O mecanismo funciona. Agora, esperamos que alguém queira comercializá-lo e que esta tecnologia ajude milhares”

Diante dos resultados positivos, o Instituto Weizmann, em Israel, já está no processo de patentear a invenção. “Este é um caso raro em que a fase de desenvolvimento já está praticamente concluída”, diz à CH On-line Noam Sobel, do Departamento de Neurobiologia, um dos autores do estudo.

“O mecanismo funciona. Agora, esperamos que alguém queira comercializá-lo. Nosso laboratório pode ajudar algumas dezenas de pessoas, mas espero que esta tecnologia ajude milhares”.

Segundo Sobel, a ideia surgiu durante outra pesquisa: o grupo estudava o papel da aspiração na percepção olfativa e criou um mecanismo para liberar odores que era acionado por fungadas do nariz. “Percebemos que ela funciona como um ‘gatilho’ de grande precisão. Então nos ocorreu que essa precisão poderia ser usada para controlar outras coisas”, conta ele.

No vídeo, veja como a tecnologia é usado para controlar uma cadeira de rodas e escrever (trechos em inglês)

Aspiração ilesa

Um dos pressupostos para a pesquisa foi que paralisias graves não comprometeriam o movimento do palato mole, o tecido macio no fundo do céu da boca que determina o controle sobre as aspirações. Como a região é controlada por múltiplos nervos cranianos, isso aumenta as chances de conservar seu movimento após lesões.

Paralisias graves não comprometem o movimento do palato mole, o tecido que controla as aspirações

obel explica, no entanto, que algumas pessoas não têm o controle voluntário do palato mole. Isso explica o fato de a terceira vítima da síndrome do encarceramento não ter dominado o mecanismo. Segundo o pesquisador, 25% dos voluntários que se apresentaram para a pesquisa não tinham esse controle. Para explicar como funciona, ele alude ao mergulho:

“Para mergulhar, você precisa transferir a sua respiração da boca para o nariz. Isso vem do controle do palato mole”, explica. “Algumas pessoas simplesmente conseguem fazer, outras aprendem, mas outras nunca conseguem.”

As três telas indicam como funciona o 'software' de texto. Uma luz verde se alterna entre os campos diferentes, e aspirar equivale a selecionar o que está destacado. Primeiro selecionou-se o campo do alfabeto, depois, a linha onde está a letra desejada, e depois, a letra certa (reprodução/ PNAS).

Padrões possíveis

O controlador de aspirações detecta as variações na pressão nasal pelos pequenos tubos inseridos nas narinas, e então transmite a mensagem ao aparelho. Como a aspiração é variável, pode gerar diferentes padrões.

Para mover as cadeiras elétricas, por exemplo, os comandos eram: duas aspirações levavam à frente; duas exalações, para trás; uma fungada para dentro e outra para fora, para a direita; e por aí vai.

No software desenvolvido para escrever, a mudança de pressão funciona para selecionar o que está sendo mostrado no computador. A tela exibe campos diferentes, que são alternadamente iluminados por uma luz verde. Os campos vão ficando menores, até que se chegue à letra desejada para soletrar uma palavra. E a dinâmica recomeça.

O processo é lento. A velocidade alcançada pelas duas vítimas da síndrome do encarceramento foi de em média 20,6 segundos por letra, na primeira paciente, e 49,3 s por letra, no segundo. Mas os pesquisadores apontam vantagens em relação a outras tecnologias assistivas – sobretudo para a síndrome do encarceramento, onde as únicas alternativas eram rastreadores dos olhos e controladores do esfíncter.

Por mais lento que seja, o importante é que “tal ritmo de escrita permite uma auto-expressão significativa”

Para outros casos de deficiência grave, como a tetraplegia, há mecanismos controlados pela língua, por um canudo levado à boca ou por sensores de movimentos da cabeça.

“Cada um desses métodos têm suas vantagens, mas consideramos que a combinação de simplicidade, robustez, alto nível de liberdade, exigência mínima de atenção e a conservação neural tornam o controlador de aspirações uma solução particularmente interessante”, resume o artigo.

Os pesquisadores lembram, por fim, que Jean-Domique Bauby escreveu O escafandro e a borboleta num ritmo de uma palavra a cada dois minutos, entre a média dos dois pacientes testados. Por mais lento que seja, o importante é que “tal ritmo de escrita permite uma auto-expressão significativa”.

Fonte: Júlia Dias Carneiro por Ciência Hoje On-line

Com base nas redes complexas, alguns cientistas já defendem que, num futuro próximo, a tecnologia vai prever o futuro e as necessidades humanas.

Redes quânticas

Um pouco mais no presente, um grupo de cientistas alemães e espanhóis, trabalhando no Instituto Max Planck de Óptica Quântica, agora demonstraram que as redes complexas podem ser utilizadas no complexo e instável mundo dos efeitos quânticos.

Eles comprovaram que essas redes quânticas complexas possuem propriedades surpreendentes: mesmo em uma rede quântica muito fracamente ligada, a realização de algumas medições e outras operações quânticas simples permite gerar grafos arbitrários de conexões que seriam impossíveis de fazer de outra maneira.

Redes aleatórias

O comportamento das redes tem sido amplamente explorado no contexto da mecânica estatística clássica.

Redes periódicas têm, por definição, uma estrutura regular, na qual cada nó está conectado a um número constante de vizinhos “geométricos”. Quando se tenta ampliar esses sistemas, a sua topologia não é alterada, uma vez que a célula unitária é apenas repetida ad aeternum.

A construção de uma rede aleatória é completamente diferente: cada nó tem uma pequena probabilidade de estar ligado a qualquer outro nó. Dependendo da probabilidade de conexão, essas redes apresentam alguns efeitos típicos.

Por exemplo, se essa probabilidade é alta o suficiente, praticamente todos os nós serão parte de um gigantesco cluster; se ela for pequena demais, surgirão apenas alguns grupos esparsos de nós conectados.

Entrelaçamento e superposição quântica

Em uma rede quântica, um link entre os nós vizinhos é feito por um par de qubits entrelaçados – por exemplo, átomos. Em outras palavras, um elo de uma rede quântica representa o entrelaçamento entre dois qubits.

Portanto, um nó possui exatamente um qubit para cada vizinho, e como ele pode agir sobre esses qubits, ele é chamado de “estação”. Isso vale para qualquer tipo de rede quântica.

No entanto, existem diferentes formas de definir o entrelaçamento entre qubits vizinhos. Até agora, as redes quânticas vinham sido modeladas principalmente como grafos periodicamente estruturados, isto é, reticulados.

Neste novo trabalho, os cientistas definiram a quantidade de entrelaçamento entre dois nós como sendo igual à probabilidade de conexão dos grafos aleatórios clássicos.

Isto faz emergir um comportamento qualitativamente diferente: mesmo para a mais baixa probabilidade de conexão, ou seja, se o entrelaçamento entre os nós é, à primeira vista, apenas o suficiente para receber ligações simples, é de fato possível gerar subgrafos de comunicação de qualquer complexidade.

Este resultado baseia-se principalmente no princípio da superposição quântica e na capacidade de manipular os qubits nas estações de forma coerente.

Pensar quanticamente

“Em nosso artigo, queremos ressaltar que as redes com uma estrutura desordenada e sem reticulados periódicos têm de ser analisadas no contexto da comunicação quântica,” afirma Sébastien Perseguers, um dos autores do trabalho.

“Na verdade, é bem conhecido o fato de que as redes de comunicação do mundo real têm uma topologia complexa, e podemos prever que o mesmo acontecerá com as redes quânticas. Além disso, queremos enfatizar o fato de que os melhores resultados são obtidos quando se pensa ‘quanticamente’ não apenas na escala das conexões, mas também numa perspectiva global da rede. Assim, é essencial aprofundar o nosso entendimento do entrelaçamento multipartícula, isto é, o entrelaçamento quântico compartilhado entre mais de duas partículas,” diz o pesquisador.

Agora, os pesquisadores planejam estender seu modelo para as redes de estrutura mais rica, as chamadas redes complexas, que descrevem uma grande variedade de sistemas na natureza e na sociedade.

Eles esperam não apenas encontrar muitos fenômenos novos e inesperados quanto aos aspectos teóricos das redes, mas também utilizações práticas para simular e prever os sistemas naturais e sociais.

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Bibliografia:

Quantum random networks
S. Perseguers, M. Lewenstein, A. Acín, J. I. Cirac
Nature Physics

Fontes: Sébastien Perseguers/Olivia Meyer-Stren; Inovação Tecnológica

“O Farol” é uma mistura criativa de robótica avançada, Painéis de LED de alta resolução e design de interfaces interativas que oferecem aos visitantes uma forma memorável e impactante de explorar a história do grupo e sua presença global.

Robôs autônomos cumprimentam e guiam os visitantes para o seu destino no complexo, um modelo em larga escala do campus financeiro, que usa realidade aumentada e gráficos avançados para explorar pontos de interesse, e um painel interativo touch screen de 12 metros com sensores que detectam a aproximação de pessoas, disparam gráficos e permitem aos visitantes explorar conteúdos multimídia sobre o grupo Santander.

O projeto é da Ydreams (o maior até o momento) e vocês podem conferir o vídeo abaixo:

Mais informações e Press Realease você encontra aqui: http://www.ydreams.com/#/en/aboutus/media/whatsup/2010/gruposantandervisitorscenter/

Em outra situação, você se depara pela primeira vez com um prédio em uma cidade desconhecida, quando uma voz sussurra em seu ouvido o telefone de um restaurante que fica bem ali.

Bem-vindo ao mundo da realidade aumentada, como é chamada a extrapolação da experiência cotidiana por meio da tecnologia virtual e interativa.

Protótipos dos dois aplicativos descritos acima “que funcionam a partir do uso criativo de ferramentas de acompanhamento do movimento do olho” foram apresentados no fim de semana passado em uma feira de tecnologia na estação de esqui de Megeve, nos Alpes franceses.

Durante dois dias, engenheiros e cientistas apresentaram as últimas novidades em pesquisas para estimular a percepção humana a partir de informações provenientes da internet, de bases de dados especiais ou até mesmo de informações armazenadas no cérebro.

Os primeiros aparelhos para monitorar o movimento dos olhos foram desenvolvidos nos anos 40 do século passado para recolher informações que permitissem melhorar o desenho das cabines de comando dos aviões.

Esta tecnologia, utilizada especialmente pelos militares e no desenvolvimento de ferramentas para pessoas com necessidades especiais, agora encontra novos usos.

Mais recentemente, os sistemas se tornaram interativos, possibilitando a transmissão imediata a uma pessoa de informação gerada por um computador.

Uma equipe do Centro de Pesquisas em Telecomunicações de Viena criou um rastreador ocular de última geração, projetado para varrer espaços urbanos, analisando informações on-line.

Os cientistas austríacos conectaram o aparelho, dotado de uma câmera voltada para o olho do usuário e outra para a cena observada, a um telefone celular equipado com um compasso e um sistema de posicionamento global (GPS). Eles acrescentaram sensores que indicam se o usuário está olhando para cima ou para baixo, e conectaram toda a estrutura a um capacete de bicicleta.

Se o usuário fechar os olhos por dois segundos, ele envia um pedido de informação sobre o edifício ou o monumento que fica bem em frente.

Um computador de acesso remoto analisa a informação recebida via bases de dados geográficas na internet, como o Google Earth, e em seguida envia o resultado ao telefone celular do usuário.

“Queríamos que o sistema fosse o menos invasivo possível, assim usamos um motor de texto por voz, que transmite a informação por meio de fones de ouvido”, explicou Matthias Baldauf, um dos cientistas. “Funciona como um sexto sentido”, informou.

Outra invenção apresentada em Megeve foi o sistema do “olho assistido”, que usa a mesma tecnologia como um apoio à memória humana.

Em vez de usar uma câmera voltada para o olho humano, o programa desenvolvido por uma equipe da Universidade de Tóquio utilizou pequenos sensores infravermelhos.

Embora seja menos preciso, o protótipo permite detectar um objeto dentro de um campo de visão e identificá-lo a partir de uma base de dados personalizada de imagens e arquivos, apelidada de “diário de voo pessoal”.

“Na experiência, registramos cem imagens em uma base de dados”, informou um dos pesquisadores, Yoshio Ishiguro. “Quando o olho se concentra em um objeto, ele é reconhecido por um computador, que em seguida extrai o arquivo correspondente”.

O sistema é suficientemente leve para ser montado sobre um par de óculos de leitura, embora os cientistas tenham afirmando que ainda não conceberam a forma de se transmitir as informações ao usuário.

Uma pequena tela instalada nos óculos ou um sistema de áudio são algumas das opções, citou Ishiguro.

Fontes: Marlowe Hood por France Presse; Folha de São Paulo