Brain Computer InterfaceEntre o Homem e a Máquina

Guilherme Rodrigues

Gustavo Didomenico

O que é BCI?

A sigla vem de Brain Computer Interface (Interface cerebro-computador ), e é usada para representar uma conexão de um cérebro com um meio externo.

Podem ser de uma via ou duas vias. Ainda não se fez possível implementar BCIs de

2 vias.

BCI x Proteses Neurais

São muito similares, e buscam os mesmos objetivos.

Diferença esta nos meios utilizados: Sistema Nervoso -> AparelhoSistema Nervoso/Cérebro -> Computador

Modelo

Tipos de BCI : BCI InvasivaTipos de BCI : BCI Invasiva

São aquelas implantadas diretamente São aquelas implantadas diretamente na massa cinzenta do usuário.na massa cinzenta do usuário.

Usadas principalmente para restaurar Usadas principalmente para restaurar a visão,audição e auxílio a deficientes a visão,audição e auxílio a deficientes físicos em geral.físicos em geral.

Tipos de BCI : BCI InvasivaTipos de BCI : BCI Invasiva

William William DobelleDobelle - - Recuperação de visão.Recuperação de visão. Jerry - 1978Jerry - 1978 Jens Naumann - 2002Jens Naumann - 2002

Philip Kennedy, Roy BakayPhilip Kennedy, Roy Bakay - - Emory UniversityEmory University - Atlanta - Atlanta Johnny Ray - 1998 – Johnny Ray - 1998 – Movimento SimuladoMovimento Simulado John John DonoghueDonoghue - - Brown UniversityBrown University – Providence, Rhode – Providence, Rhode

IslandIsland Matt_Nagle - 2005 – Matt_Nagle - 2005 – Mão artificialMão artificial

Tipos de BCI: BCIs Parcialmente Tipos de BCI: BCIs Parcialmente InvasivosInvasivos

Implantados dentro do crânio mas Implantados dentro do crânio mas fora do cérebro.fora do cérebro.

Melhor sinal que os não-invasivos.Melhor sinal que os não-invasivos. Menor risco que os invasivos.Menor risco que os invasivos.

Tipos de BCI: BCIs Parcialmente Tipos de BCI: BCIs Parcialmente InvasivosInvasivos

- - ElectrocorticographyElectrocorticography – – Space Space InvadersInvaders

- - Light Reactive ImagingLight Reactive Imaging

Tipos de BCI : BCIs não-Tipos de BCI : BCIs não-invasivosinvasivos

+ Mais simples de implementar.+ Mais simples de implementar. - Complicado de identificar a area - Complicado de identificar a area

do sinaldo sinal

Tipos de BCI : BCIs não-Tipos de BCI : BCIs não-invasivosinvasivos

Eletroencefalografia : Eletroencefalografia :

- Baixo Custo.- Baixo Custo.

- Mais usada em estudos não-invasivos.- Mais usada em estudos não-invasivos.

- Fácil Manuseio.- Fácil Manuseio.

Tipos de BCI : BCIs não-Tipos de BCI : BCIs não-invasivosinvasivos

Ressonância Magnética :Ressonância Magnética :

- Grande Eficácia- Grande Eficácia

- Baixa portabilidade.- Baixa portabilidade.

- Alto Custo.- Alto Custo.

O que já foi feito?

Em 1999, pesquisadores liderados por Garrett Stanley da Universidade de Harvard decodificaram emissões de neurônios para reproduzir imagens vistas por gatos.

Em 2002, Jens Naumann foi o primeiro de uma série de paciêntes a pagar para receber um implante de recuperação de visão, desenvolvido pelo pesquisador privado William Dobelle.

Os pesquisadores Eric Leuthardt e Daniel Moran , da universidade Washington de St Louis, permitiram a um adolescente epilético, atravez de uma BCI semi-invasiva, jogar space-invaders sem o auxílio das mãos.

Em 2000, a pesquisadora Jessica Bayliss da Universidade de Rochester demonstrou que utilizando capacetes de realidade virtual, voluntários puderam controlar variáveis do ambiente virtual, como desligar luzes ou parar um carro.

Uso Comercial

Cyberkinetics – BrainGate Neural Signals – Recuperação de falaAvery Biomedical Devices – VisãoAmbient – The Audeo Interactive Productline – MindBall

Gaming

Neural Impulse Actuator - (Abril 2008)

Emotiv Systems - (Natal 2008) http://emotiv.com/INDS_2/inds_2_2.html

O que esta sendo feito?

A USP desenvolveu a primeira BCi da America Latina. “Em testes com voluntários, a média de acerto foi de 90%" relata o físico Ernane José Xavier, coordenador da pesquisa.

Estudantes e professores do Instituto de Engenharia Neural, da Universidade de Tsinghua, na China, demonstraram uma interação de seu capacete com sensores, através da movimentação de um cachorro robô (Aipo).

A pesquisadora Julie Thorpe, da Universidade Carleton, Canadá, trabalha em pesquisas sobre a viabilidade de utilizar pensamentos como ou para transmitir senhas.

Referências

S. G. Mason, A. Bashashati, M. Fatourechi, K. F. Navarro and G. E. Birch, "A comprehensive survey of brain interface technology designs", Ann. Biomed. Eng., vol. 35, no.2, pp. 137-169, Feb.2007.

BCI2000 Research Project - http://www.bci2000.org/BCI2000/Home.html

J. R. Wolpaw , D. J. McFarland, “Control of a two-dimensional movement signal by a noninvasive brain-computer interface in humans”, http://www.pnas.org/content/101/51/17849.full.pdf+htmll

Wikipedia - http://en.wikipedia.org/wiki/Brain-computer_interface

BCI Wiki - http://bci.wikidot.com/

BCI-INFO - http://www.bci-info.tugraz.at/

The Bio-Sig Project - http://biosig.sourceforge.net/