Pesquisadores usam IA para ajudar pessoas com problemas neurológicos a alimentar cadeiras de rodas elétricas com ondas cerebrais

Assim que me sentei na cadeira de rodas elétrica, pesquisadores colocaram um capacete na minha cabeça com condutores de elétrons que se cravaram no meu couro cabeludo. Eles fizeram ajustes até que um laptop conectado ao capacete começou a receber sinais do meu cérebro.

Com a intenção de detectar as ondas cerebrais mais fracas e reconhecer seus padrões para previsão por meio de inteligência artificial (IA), fui primeiro instruído a praticar imaginado movimento controlando um avatar em uma tela apenas com meus pensamentos, o que seria a base para controlar a cadeira de rodas.

Demorou um pouco de prática, mas, eventualmente, o avatar passou por mim simplesmente pensando em apertar minha mão esquerda.

Mesmo quando cometi um erro — como mover o avatar em direção a um obstáculo em vez de se afastar dele — os pesquisadores explicaram que a instrução foi substituída pela tecnologia de previsão e estimativa de IA, que a essa altura havia reconhecido padrões em minhas ondas cerebrais que poderiam ajudá-la a prever com precisão instruções futuras para o avatar. 

Depois que o instrumento foi treinado por ondas cerebrais, chegou a hora de tentar usar meus pensamentos para controlar a cadeira de rodas elétrica. Fechei os olhos e me concentrei na sensação de mover minha mão esquerda, que estava parada, imóvel, sobre minha perna. Enquanto eu imaginava fechar o punho esquerdo, a cadeira de rodas começou a se mover para a esquerda – a direção que eu desejava! 

Apesar de não precisar de cadeira de rodas na minha vida diária, a experiência de impulsionar o veículo com meus pensamentos — auxiliado por IA — foi inspiradora, dado o potencial que ele poderia ter para melhorar a vida de pessoas que sofrem de lesões graves na medula espinhal ou condições neurológicas como esclerose múltipla, paralisia cerebral ou síndrome de Guillain-Barré. 

Essas condições muitas vezes deixam os pacientes acamados ou dependentes de enfermeiros ou familiares para ajudá-los a se movimentar. 

Durante anos, cientistas se esforçaram para desenvolver tecnologia para ajudar indivíduos afetados por essas condições a recuperar parte de sua mobilidade e autonomia corporal. Em 2009, a Toyota anunciou uma cadeira de rodas que poderia ser controlada usando sinais de eletroencefalograma (EEG); em 2023, pesquisadores da Universidade de Pádua, na Itália desenvolvido tecnologia de interface cérebro-máquina que permite que indivíduos totalmente paralisados ​​conduzam cadeiras de rodas elétricas usando ondas cerebrais; e outros estudos sobre cadeiras de rodas movidas por ondas cerebrais incorporar realidade aumentada, visão computacional e tecnologia de calibração offline.

Embora inovações como essas tenham nos ajudado muito a chegar mais perto de diminuir a lacuna de mobilidade de indivíduos que sofrem de condições neurológicas e de coluna graves, pesquisadores da NTT Research me disseram que muitas limitações ainda permanecem, especialmente quando se considera que as ondas cerebrais não são necessariamente as mesmas para todas as pessoas, nem ao longo da vida de um indivíduo.

Em sua recente conferência Upgrade 2025 em São Francisco, a NTT Research exibiu uma tecnologia de IA que, segundo eles, pode prever e completar sinais de ondas cerebrais interrompidos, permitindo que pacientes com condições neurológicas graves consigam controlar cadeiras de rodas elétricas. 

“Sabe-se que as ondas cerebrais podem variar devido a diversos fatores. No entanto, nossa tecnologia foi projetada para otimizar a IA para cada indivíduo, por isso acreditamos que ela permanece eficaz apesar dessas variações.” Kengo Okitsu, me disse um pesquisador que trabalhou no projeto.  

A atividade elétrica do cérebro é registrada em ondas alfa, beta, gama, delta e teta, e muito de seu significado funcional ainda está sendo investigado. debatida. beta e Ritmo Mu ondas alfa, variando de 12 a 30 Hz e 8 a 10 Hz respectivamente, estão conectadas ao movimento, sugerindo movimento planejado e instruído. 

As ondas cerebrais, no entanto, não são consistentes entre a população. Indivíduos com deficiências cognitivas, como demência e Doença de Alzheimer experimentar diminuição da atividade das ondas cerebrais e da reatividade. A idade também pode dificultar a capacidade dos indivíduos de produzir ondas cerebrais fortes o suficiente para alimentar cadeiras de rodas elétricas; e até mesmo transtornos psiquiátricos como TDAH, esquizofrenia e depressão pode ter impacto Frequência de EEG. 

A tecnologia de ondas cerebrais existente não consegue acompanhar todas essas variações. Em vez disso, os pesquisadores apostam na IA para ajudar a completar e complementar sinais cerebrais insuficientes ou imprecisos, reconhecendo padrões de ondas cerebrais que permitirão prever movimentos corporais imaginários. 

“Nossa tecnologia funcionará para todos porque é atualizada continuamente pela IA”, disse Okitsu. "Ele se concentra na coleta de dados para IA durante a operação real da interface cérebro-máquina. Assim, as pessoas podem operar o avatar primeiro e, em seguida, nossa tecnologia é atualizada com a ajuda da IA." 

Os pesquisadores também apontaram que o tempo de reação relativamente rápido entre a conversão de um pensamento – como cerrar o punho – e uma ação – como girar uma cadeira de rodas – também é auxiliado por uma infraestrutura de comunicação baseada em fotônica chamada IOWN, que permite processamento de dados de alta capacidade e baixa latência. A rede utiliza sinais fotônicos (de luz) em vez de sinais elétricos para a transmissão de informações, acelerando a transferência e o processamento de dados. 

A integração dessas tecnologias em cadeiras de rodas controladas por ondas cerebrais representa o aproveitamento de tecnologias emergentes para a construção de ferramentas de mobilidade mais acessíveis. 

O projeto pode significar uma evolução no estilo de vida tanto para pessoas com deficiência quanto para seus cuidadores, que terão mais liberdade e autonomia.