Há apenas quatro meses, Noland Arbaugh teve um círculo de osso removido de seu crânio e tentáculos sensores finos como cabelos inseridos em seu cérebro. Um computador do tamanho de uma pequena pilha de moedas foi colocado em cima e o buraco foi selado.
Paralisado abaixo do pescoço, Arbaugh é o primeiro paciente a participar do ensaio clínico em humanos que testa o dispositivo Neuralink de Elon Musk, e seu progresso inicial foi recebido com entusiasmo.
Trabalhando com engenheiros, Arbaugh, 30 anos, treinou programas de computador para traduzir o disparo de neurônios em seu cérebro no ato de mover um cursor para cima, para baixo e ao redor. Seu controle do cursor logo se tornou tão ágil que ele poderia desafiar seu padrasto para Mario Kart e jogar um videogame de construção de império até altas horas da noite.
Mas com o passar das semanas, cerca de 85% das gavinhas do dispositivo caíram do seu cérebro. A equipe da Neuralink teve que reestruturar o sistema para permitir que ele recuperasse o controle do cursor. Mesmo que você precisasse aprender um novo método de clicar em algo, você ainda pode deslizar o cursor pela tela.
A Neuralink desaconselhou a cirurgia para substituir os fios, disse ele, acrescentando que a situação se estabilizou.
O revés tornou-se público no início deste mês. E embora o declínio da atividade tenha sido inicialmente difícil e decepcionante, Arbaugh disse que valeu a pena para a Neuralink avançar num campo médico-tecnológico destinado a ajudar as pessoas a recuperar a fala, a visão ou os movimentos.
“Eu só quero que todos venham comigo nesta jornada”, disse ele. “Quero mostrar a todos como isso é maravilhoso. E tem sido muito gratificante. Portanto, estou muito animado para seguir em frente.”
De uma pequena cidade desértica no Arizona, Arbaugh tornou-se um porta-voz entusiasmado da Neuralink, uma das pelo menos cinco empresas que aproveitam décadas de investigação académica para conceber um dispositivo que pode ajudar a restaurar a função de pessoas com deficiência ou doenças degenerativas.
Embora as propostas de Musk se tenham centrado em ambições de ficção científica, como a telepatia para consumidores de alta tecnologia, a experiência de Arbaugh mostra o potencial de avanço num campo médico onde as autoridades federais permitirão pesquisas tão arriscadas.
A Neuralink anunciou esta semana em reportagens que recebeu permissão da Food and Drug Administration para continuar testando implantes em pacientes adicionais. A empresa não ofereceu muitos detalhes sobre a falha inesperada e não respondeu aos pedidos de comentários.
Arbaugh está paralisado desde um acidente de natação nas colinas verdejantes do nordeste da Pensilvânia, onde trabalhou depois da faculdade como conselheiro de acampamento. Pulando na água do lago até a cintura com um grupo de amigos, ele afundou.
“Eu estava de bruços na água e pensei, bem, não consigo me mover. Então eu faço? Acho que nada”, disse Arbaugh. “Então tomei um grande gole e desmaiei.”
Arbaugh ficou paralisado da quarta vértebra do pescoço para baixo.
Adaptar-se à vida de tetraplégico estava longe de ser o futuro que ele imaginava. Quando jovem, crescendo em Yuma, Arizona, o Sr. Arbaugh procurou tudo o que sua comunidade tinha a oferecer. Se ele não estava jogando futebol, futebol americano ou golfe, estava participando de uma competição acadêmica de decatlo ou de um torneio de xadrez. Um dos primeiros da sua família a ir para a faculdade, matriculou-se na Texas A&M University, onde admitiu que fumou demasiada marijuana, passou um semestre sem rumo na Austrália e faltou a muitas aulas para se formar no último ano.
Nos anos seguintes ao acidente, ele tentou se adaptar a uma série de dispositivos destinados a ajudar pessoas paralisadas. A maioria não funcionou de maneira eficaz por longos períodos, embora o Siri no iPad tenha surgido como seu assistente mais confiável, permitindo que você ligue e envie mensagens de texto para seus amigos.
No ano passado, um amigo, Greg Bain, contou-lhe sobre o Neuralink e incentivou-o a se inscrever no primeiro teste em humanos da empresa.
Arbaugh disse que não tinha sentimentos fortes por Musk, mas sentia que ele impulsionava o progresso e que “as coisas que ele tocava se transformavam em ouro”.
Depois que o implante foi colocado no final de janeiro, ele começou a trabalhar longas horas com a equipe da Neuralink para vincular os padrões neurais coletados em seu cérebro às ações que pretendia realizar. Ele achou o trabalho tedioso e repetitivo, mas gratificante.
Após a conclusão do treinamento, os engenheiros lhe deram o controle do cursor em um computador. “Pensei que, assim que essas restrições fossem retiradas, eu iria voar”, lembrou Arbaugh.
Em seu primeiro dia de voo solo, Arbaugh quebrou o recorde mundial de 2017 nesta área de velocidade e precisão no controle do cursor. “Foi muito, muito legal”, disse Arbaugh.
Longos dias de treinamento de modelos de computador com a equipe da Neuralink ao seu lado agora foram reduzidos ao trabalho remoto em blocos de quatro horas, disse Arbaugh. A equipe continua trabalhando em tarefas como soletrar palavras, enquanto ele se imagina fazendo letras em linguagem de sinais ou escrevendo em um quadro branco.
Mas o dispositivo Neuralink continuou a perder a conexão, as gavinhas deslizando gradualmente para fora do tecido cerebral e presumivelmente parando no fluido que o rodeava.
Quando apenas cerca de 15% dos threads permaneceram no lugar, Arbaugh perdeu completamente o controle do cursor. Os engenheiros recalibraram os programas de computador para executar a maioria das tarefas que eram capazes de realizar antes. Como não é mais possível fazer o sistema clicar com o mouse, você está usando uma nova ferramenta que permite clicar colocando o cursor sobre o item que deseja selecionar.
O implante defeituoso ressalta as preocupações de alguns especialistas na área de interface cérebro-computador. O pequeno dispositivo redondo implantado no crânio deve manter as finas gavinhas dos eletrodos no lugar. Mas, como um dedo num bolo instável, os fios podem se soltar.
Arbaugh disse que seu cérebro se moveu mais do que os engenheiros esperavam e eles revisaram o plano cirúrgico para implantar os fios mais profundamente no cérebro do próximo paciente.
A Neuralink está examinando inscrições de outras pessoas interessadas em participar dos testes. Suas despesas, como despesas de viagem, são cobertas pelo empresade acordo com Neuralink.
Este primeiro experimento Neuralink também destaca o quão complicada é a mecânica da conexão entre o cérebro e um dispositivo.
Lee Miller, professor de neurociência e medicina de reabilitação na Northwestern University, descreveu as dificuldades de trabalhar com o cérebro. Ele é banhado em água salgada, move-se enquanto sua cabeça gira e balança e está equipado com defesas imunológicas destinadas a afastar invasores. Os pesquisadores observaram que o cérebro forma tecido cicatricial ao redor dos sensores e até rejeita uma unidade sensora inteira que usa uma rede de pequenas agulhas.
Cristin Welle, neurofisiologista da Universidade do Colorado que iniciou o programa de interfaces neurais da Food and Drug Administration, que aprova dispositivos médicos como implantes, disse que o primeiro caso da Neuralink sugeria que a empresa ainda enfrentava obstáculos no desenvolvimento de um dispositivo durável.
Se os fios fossem implantados mais profundamente, eles ainda poderiam se soltar e deixar fibras esfregando contra a superfície do cérebro, possivelmente aumentando a quantidade de cicatrizes (e perda de sinal) na área, disse ele.
“É difícil saber se isso funcionaria”, disse Welle. “Pode ser que um dispositivo totalmente flexível não seja uma solução a longo prazo”.
Arbaugh disse que sua equipe esperava que seu cérebro formasse tecido cicatricial ao redor dos fios na base do cérebro, o que eles acreditavam que ajudaria a mantê-los no lugar. Ele disse que terá a opção de deixar o estúdio depois de um ano, mas espera continuar trabalhando na empresa por mais tempo. Neuralink disse que o estudo inicial levar cerca de seis anos completar.
Outras empresas comerciais líderes adotaram abordagens diferentes.
A Synchron, com sede no Brooklyn, contornou o tecido delicado do cérebro implantando um pequeno tubo de metal através de um vaso próximo ao córtex motor do cérebro. No entanto, o dispositivo não capta tanta atividade neural sutil quanto outros que penetram no tecido cerebral, segundo pesquisadores da área. Ele registra sinais mais fortes, por assim dizer, como a intenção de selecionar uma opção em um menu na tela. A empresa tem testes em humanos em andamento.
A Precision Neuroscience, com sede em Manhattan, implantou uma tira flexível equipada com sensores na superfície do cérebro das pessoas e está analisando os dados obtidos de pacientes com a tira temporariamente instalada, disse Michael Mager, presidente-executivo da empresa.
Os pesquisadores estudam dispositivos cérebro-computador há décadas. O padrão era uma grade de 96 pinos, chamada Utah Array, que fica na parte superior do cérebro e capta atividade até 1,5 milímetros abaixo da superfície. Geralmente é conectado por meio de um fio no crânio a uma pequena caixa montada na cabeça durante testes em humanos. No entanto, o buraco no crânio que permite a passagem do fio é propenso a infecções, e a Blackrock Neurotech em Salt Lake City está trabalhando em uma atualização totalmente implantável.
A Paradromics, que também usa um dispositivo com grade baseado no Utah Array, está testando seu dispositivo implantável em ovelhas e espera testá-lo em humanos dentro de cerca de um ano, segundo Matt Angle, presidente-executivo da empresa.
Todo o trabalho é regulamentado de perto pela FDA, que avalia os riscos e benefícios dos procedimentos e espera-se que considere primeiro o uso destes dispositivos em pessoas com deficiências significativas ou doenças degenerativas. (A agência recusou-se a comentar especificamente sobre o Neuralink, mas disse que exige relatórios de rotina sobre eventos esperados e inesperados em tais testes.)
Além disso, os pesquisadores estão divididos quanto à perspectiva de uso generalizado por pessoas fisicamente aptas, que poderiam querer um implante para se comunicar sem falar ou baixar um idioma, como Musk refletiu. Alguns pesquisadores prevêem a disponibilidade para consumidores em geral em décadas. Outros argumentam que nunca será autorizado atividades como navegar na Internet no chuveiro, dado o risco de infecção representado por repetidas cirurgias cerebrais ao longo da vida.
Angle, da Paradromics, disse que poderia imaginar uma progressão do uso em pessoas incapazes de falar ou andar para pessoas com sérios problemas de saúde mental que resistiram ao tratamento.
A partir daí, disse ele, o uso pelo consumidor poderá levar uma década. Afinal, disse ele, a ideia do Botox passou de absurda a comum quase na mesma época.
“Se há 100 anos você dissesse: ‘Ei, os ricos vão injetar botulismo no rosto’, pareceria uma loucura total”, disse ele. “Uma vez que os riscos são compreendidos e as pessoas podem tomar decisões informadas, tudo se torna razoável”.
Arbaugh espera que a tecnologia seja implementada primeiro para restaurar a função daqueles que a perderam.
“E então você pode se dedicar a permitir que as pessoas melhorem suas capacidades”, disse ele, acrescentando: “Desde que não desistamos de nossa humanidade ao longo do caminho”.