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quinta-feira, 18 de agosto de 2011

EXOESQUELETO: Indicações para um brainstorm

Do uso militar à imediata reabilitação de paraplégicos!
 
Gilson Lima – Sociólogo da Ciência. Porto Alegre. Sócio proprietário da empresa NITAS: inovação e tecnologia. Brasil. Pesquisador do Research Committee Logic & Methodology and at the Research Committee of the Clinical Sociology Association International Sociological (ISA).

E-mail: gilima@gmail.com.

 Quando se trata de andar e correr, os humanos dão um show de eficiência. Nossos tendões e músculos são capazes de armazenar e liberar quando necessário, até 40% da energia que gastamos para andar.
Isso não pode ser feito facilmente por meio dos motores tradicionalmente utilizados nas pernas por caminhada assistida de exoesqueletos ou nas pernas robóticas utilizadas em outros equipamentos.
Imitar bem o andar de um ser humano não é o mesmo que não afetar esse andar. Nossas pesquisas descobriram que, além de interferir um pouco com o balanço normal do corpo, os exoesqueletos fazem com que seu portador consuma 10% a mais de oxigênio do que o andar normal, devido ao esforço para compensar essa interferência. É justamente nesse inconveniente que os pesquisadores vão trabalhar agora.
Geralmente os exoesqueleto necessitam de outros artefatos para a execução da ampliação da força da pessoa, geralmente são mecanismos hidráulicos que auxiliam a mover as pernas – por isso a sua necessidade de energia -, pois o exoesqueleto atua dirigindo uma parte do peso diretamente para o solo.
Até hoje, a maioria dos exoesqueletos utiliza atuadores de alta potência, muito grandes e trata o usuário como um boneco que controla o movimento, mas a maioria das pesquisas atuais com exoesqueleto é apenas para fins militares. O conceito do exoesqueleto militar para fins de guerra visa não a redução ou eliminação de déficits motores para fins de restauração ou reabilitação de lesões ou acidentes sofridos, mas a amplificação da força humana como a da possibilidade de carregar mochilas pesando 30 ou até 90 quilos em longo trajetos tornando-se algo comum e sem esforço para soldados e, até mesmo, para quem gostar de acampamentos selvagens.
Existem modelos militares mais “antigos” desde 2007 e 2008 que não são apenas mecânicos (mas não tanto inflexíveis como o ARGO estudado). Por exemplo, o projeto do Departamento de Robótica da Universidade de Berkeley (Estados Unidos) poderá representar um alívio para as costas desses mochileiros.
Trata-se de um exoesqueleto ergonômico que combina um sistema de controle humano com músculos robóticos. Esse sistema para ser ergonômico se tornou então altamente manobrável e tecnicamente robusto, de forma que o usuário possa andar, agachar-se, dobrar-se e virar-se sem reduções significativas na sua agilidade.
Hoje podemos sonhar com exoesqueletos mais leves e mais flexíveis. O projeto Berkeley Lower Extremity Exoskeleton, um exoesqueleto para membros inferiores, por exemplo, é altamente cibernético que consiste de pernas mecânicas que são rigidamente conectadas às pernas do usuário. O exoesqueleto inclui uma bateria e uma mochila capaz de suportar grandes pesos. Ele possui mais de quarenta sensores incorporados e diversos atuadores hidráulicos que formam uma rede local para o exoesqueleto e funcionam de forma muito parecida com o sistema nervoso humano.
Os sensores, incluindo alguns incorporados na sola dos sapatos, estão constantemente fornecendo informações ao computador central, que pode então ajustar a força liberada pelo equipamento conforme o trabalho que o usuário estiver executando.
O uso militar do exoesqueleto de Berkeley pode ser aplicado também para benefícios de saúde auxiliando médicos, bombeiros e equipes de resgate, que podem ter seu trabalho de remoção de vítimas bastante facilitado, bem como, o equipamento também poderá auxiliar – até mesmo - pessoas com deficiências de musculatura, que poderão voltar a andar normalmente.
Os exoesqueletos que visam à ampliação dos movimentos e da força muscular como o de Berkeley não precisam necessariamente de um joystick ou teclado para dirigir o equipamento. A máquina pode ser projetada de forma que o piloto se torne uma parte simbiótica integrante do exoesqueleto, ampliando a força dos movimentos feitos naturalmente, sem a necessidade de qualquer treinamento. Nos testes, que acessamos do exoesqueleto militar o piloto movimentou-se carregando o próprio exoesqueleto, que pesa 45 quilos, mais uma mochila pesando 32 quilos; a sensação descrita foi de que ele carregava algo como dois quilos.
Outra noção importante aqui é a de exoesqueleto passivo. Passivo por que se trata de um exoesqueleto que facilitam o carregamento de seu peso nas caminhadas de modo a liberar a dependência ativa da força muscular do paciente diante do seu próprio peso existente. Ou seja, o processo é feito como se o exoesqueleto pesasse zero quilograma.
Os engenheiros do Instituto de Tecnologia de Massachusetts em Cambridge, Estados Unidos desde 2007 trabalham num projeto de exoesqueleto militar totalmente passivo que inova em pelo menos dois aspectos essenciais o de Berkeley: além de transferir até 80% do peso de uma mochila que o soldado carrega diretamente para o solo, libera não apenas os músculos, mas também a estrutura óssea da pessoa, por isso ele é considerado virtualmente passivo, não exigindo um gerador de energia ou baterias para auxiliar na passividade.
Assim, um exoesqueleto passivo torna mochilas mais leves e permite carregar peso muito intensos em trajetos longos graças ao desenvolvimento de estruturas mecânicas que facilitam o carregamento de peso sem depender da sua própria força muscular.
A pessoa que "veste" esse exoesqueleto coloca seus pés sobre botas ligadas a uma série de tubos e articulações que vão até a base da mochila. Com isso, o peso da mochila vai para as botas e não para as pernas e os pés do usuário.
Imaginemos os humanos como os artrópodes, os humanos tivessem uma estrutura totalmente passiva para resguardar os seus corpos. Esse é o conceito.
Uma versão de exoesqueleto militar americana mais recente deste projeto tem uma versão que não é só mecânica e têm transistores, 40 sensores, atuadores hidráulicos e baterias de lítio que formam uma rede local que consome muita energia. Ele foi projetado exclusivamente para o carregamento de mochilas ou outros tipos de cargas apoiadas nas costas. Os testes, feitos com uma mochila de 32 quilogramas, demonstraram que quase 26 quilogramas deixaram de impactar o usuário, apoiando-se diretamente no solo.
O conceito está virando realidade para os soldados e quem desenvolve a tecnologia efetivamente militar é a empresa de armamento Lockheed, que já testa em algumas bases dos Estados Unidos.
Um outro projeto de exoesqueleto militar da empresa e os designers do Berkeley Bionics of California também é digno de nota. Trata-se do ‘Human Universal Load Carrier’, ou apenas “HULC”, os combatentes conseguem carregar mais de 90 quilos fazendo um esforço mínimo nos músculos. A ferramenta também tem como missão poupar a condição física de seres humanos. No campo de guerra, os soldados poderiam utilizar o artefato articulado para andar a 11,2 km/h por um longo período sem sentir cansaço muscular – e com a possibilidade de chegar até 16 km/h. Não vimos nenhum teste ou protocolo de coleta de oxigênio com exoesqueleto publicada, mas os autores afirmam que a ferramenta ajuda a diminuir o consumo de oxigênio (de 5 % a 10%).
Outra característica importante é a portabilidade do exoesqueleto. Algumas tecnologias de locomoção para humanos já foram desenvolvidas, inclusive, para fins militares, mas esta parece ser a mais próxima de se tornar um produto final, principalmente, pela facilidade de transporte, montagem e capacidade de compactação da peça. Em trinta segundos, vimos algumas demonstrações, o usuário conseguia ter seu “segundo esqueleto” removido e reduzido para uma forma portátil.
O peso do exoesqueleto que testamos o Argo é de 5, 7 quilograma, muito inferior da média dos exoesqueletos militares que pensam cerca de aproximadamente 24 quilos no módulo básico: tronco e pernas. Isto, será alterado por que os militares estudam formas de incrementar a tecnologia com ombreiras (para carregar objetos ainda mais pesados), sensores, sistemas de aquecimento e arrefecimento.
Um caminho para a melhoria da performance dos exoesqueleto é o do estudos de novas molas que podem dar um novo impulso as pernas robóticas.
Novas molas podem tornar possível acumular energia em um passo e liberá-la para impulsionar o próximo passo. As molas permitem também dar aos exoesqueletos o gingado característico do andar humano, que reflete bem o aproveitamento que fazemos da energia. Pesquisadores criaram uma perna robótica (ao lado) que eles batizaram de perna ECD (Electric Cable Differential). No protótipo, não existem engrenagens entre os motores e as demais peças, somente cabos de aço. As peças estruturais da própria perna são construídas de uma fibra de vidro especial, com um comportamento semelhante ao dos arcos de flecha. É uma abordagem não-tradicional em robótica.
Também, os tipos de atuadores são importantes. O design tradicional dos exoesqueletos cibernéticos utilizam motores, mas é teoricamente possível criar-se um andar gingado sem eles, mas o exoesqueleto ficará imenso e consumirá uma quantidade enorme de energia. Os atuadores pneumáticos, por sua vez, têm um funcionamento maleável como as molas, mas são muito mais difíceis de se controlar com precisão.
Uma outra abordagem normalmente utilizada emprega equipamentos hidráulicos, que também não são exatamente a melhor escolha quando se deseja construir um equipamento que seja leve e rápido. Foi o que vimos no experimento do Argus que utiliza essa solução.
Também processos de molas colocadas na altura dos tornozelos e da cintura, além de um sistema de amortecimento junto ao joelho, permitem que o equipamento imite bem o andar normal de um ser humano, necessitando para seu funcionamento de uma fonte de energia de apenas 1 watt de potência. Existem exoesqueletos capazes de permitir o carregamento de pesos muito maiores, mas exigindo até 3.000 watts de potência, supridas por um gerador acionado por um pequeno motor a gasolina.
Imitar bem o andar de um ser humano não é o mesmo que não afetar esse andar. Nossas pesquisas descobriram que, além de interferir um pouco com o balanço normal do corpo, os exoesqueletos fazem com que seu portador consuma 10% a mais de oxigênio do que o andar normal, devido ao esforço para compensar essa interferência. É justamente nesse inconveniente que os pesquisadores vão trabalhar agora.
A alimentação da máquina móvel geralmente é por baterias de lítio, mas há uma versão para longas jornadas, que possuem um gerador JP8 com capacidade de duração de 3 dias (8 horas de caminhadas diárias por volta de 4,8 km/h).
Para um brainstorm é preciso considerar também as poucas inciativas da indústria de produzir em escala exoesqueleto para fins de reabilitação.
A Honda tem investido em exoesqueleto para reabilitação. A Honda adotou um enfoque diferente, acreditando que, para auxiliar uma pessoa simplesmente a caminhar mais facilmente, é necessário um aparato muito mais simples. O objetivo do equipamento é auxiliar pessoas idosas e pacientes em recuperação a caminhar sem esforço excessivo e apresentou recentemente no Japão uma versão de dispositivo de pernas robóticas destinada a dar mais mobilidade a idosos e evitar o cansaço de trabalhadores que precisam passar muito tempo de pé.
(FOTO: Mini-exoesquelto da Honda que auxilia no andar).  

Estamos pensando num micro dispositivo que podemos testar para um novo protótipo do ARGO do caso estudado. A Honda também apresentou ano passado um protótipo de mini-exoesqueleto que auxilia a andar também. O objetivo do equipamento é auxiliar pessoas idosas e pacientes em recuperação a caminhar sem esforço excessivo. Ele utiliza motores planos sem escovas que permite a redução das dimensões do exoesqueleto para apenas 2,8 kg. Também tem uma bateria de íons de lítio de 22 V e 1 Ah que permite o funcionamento ininterrupto do exoesqueleto por 2 horas, com o usuário andando a uma velocidade de 4,5 km/h. Ou seja, o conceito de exoesqueleto está agora sendo utilizado na reabilitação. O equipamento está sendo desenvolvido desde 1999, mas embora ainda não esteja disponível comercialmente.
Outro produto da Honda é um conceito de exoesqueleto dirigido para aliviar o peso de pessoas idosas ficarem de pé. Trata-se de um conceito de sentar sobre as pernas de pé. Um equipamento tem um assento, parecido com o selim de uma bicicleta. As pernas robóticas propriamente ditas ficam entre as pernas do usuário. Fazendo as vezes de pés, as pernas robóticas vêm equipadas com um par de sapatos, integrados ao equipamento.
Segundo a empresa, o novo equipamento de assistência ao caminhar, integrado ao seu mecanismo de suporte do corpo, reduz a carga sobre os músculos das pernas e as juntas.
Um outro exemplo interessante e inteligente é o das pernas robóticas para o dia-a-dia.

(FOTO: Pernas robóticas dão mobilidade e aliviam cansaço de trabalhadores e idosos). 

Um mecanismo inteligente dirige a força auxiliar do equipamento para o centro de gravidade da pessoa e controla essa força de forma totalmente sincronizada com os movimentos das pernas do usuário. Isso torna possível o uso das pernas robóticas em todas as atividades do dia-a-dia, permitindo, por exemplo, que a pessoa se agache e levante ou suba escadas, de forma totalmente natural, sem a necessidade de um controle explícito sobre o equipamento.
Pensamos que esse dispositivo é um achado importante da Honda para fins de exoesqueleto. Todos que atuam em reabilitação de um modo ou de outro tem a devida consciência da importância dos processos que envolvem o centro de gravidade para apoio explícito e implícito dos membros inferiores.
Um destaque final de exoesqueleto é o do airbag para idosos criados pela Empresa Japonesa Mitsuya Uchida. Trata-se de um exoesqueleto que visa previne que idosos se machuquem ao cair no chão. O equipamento, que é amarrado em volta do corpo, infla em 0,1 segundo quando detecta que está acelerando em direção ao chão. Estranhamente, um bolsão fica atrás da cabeça e outro atrás do quadril. Não há proteção contra quedas frontais.
O produto é feito para amortecer uma queda usando então as duas bolsas de ar separadas: uma atrás da cabeça e outra em volta dos quadris. Também o pescoço é protegido colocando a cabeça em posição que evite o risco de danos. O produto foi criado principalmente para idosos que sofrem de epilepsia.
O Japão tem uma grande população de idosos, com até 30 milhões de pessoas acima de 65 anos e a enorme população no Japão clamou para que alguns fabricantes os auxiliassem.
Com essa exceção e a da Honda, ainda não encontramos pesquisadores de reabilitação que já planejam fabricar seus exoesqueletos para venda, embora afirmem que a tecnologia possa vir a ser utilizada por alguma empresa interessada. Eles, em geral, encontram em fase de pesquisa que visa a melhoria continua dos próprios produtos com vistas à sua utilização como um equipamento futuro de uma próxima geração.
Quando se trata de andar e correr, os humanos dão um show de eficiência e deixam os robôs – por exemplo- a anos-luz de distância. Nossos tendões e músculos são capazes de armazenar e liberar quando necessário, até 40% da energia que gastamos para andar.
Isso não pode ser feito facilmente por meio dos motores tradicionalmente utilizados nas pernas dos próprios robôs e nas pernas robóticas utilizadas em exoesqueletos e em outros equipamentos para caminhada assistida. Hoje podemos sonhar com exoesqueletos mais leves e mais flexíveis.
Até hoje, a maioria dos exoesqueletos utiliza atuadores de alta potência, muito grandes, e trata o usuário como um boneco que controla o movimento de um robô, mas como disse já algum tempo um dos maiores especialistas nesse campo: “Eu acredito que isto se deve em grande medida ao fato de que nós ainda não entendemos totalmente a dinâmica do andar e do correr. Quanto tivermos entendido, os exoesqueletos poderão ser muito menores, menos aparentes e mais úteis," (Jonathan Hurst, da Universidade Carnegie Mellon, 2008).

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sexta-feira, 12 de agosto de 2011

DIALOGANDO COM O NOVO DUALISMO DO GENIAL MIGUEL NICOLELIS

Gilson Lima – Sociólogo da Ciência. Sócio proprietário da NITAS:> inovação e tecnologia. Em 2010 batemos o record de 512 passos sequenciais num exoesqueleto não robótico com um paciente paraplégico.
Veja o vídeo: http://www.youtube.com/watch?v=_xuoMSwMySw

Republicação na íntegra. Publicado pela primeira vez aqui em março de 2008.
Teria adendos e correções a fazer a essa publicação, mas não farei para manter sua originalidade quando publiquei na época.

Gilson Lima. Pesquisador do Research Committee Logic & Methodology and at the Research Committee of the Clinical Sociology Association International Sociological (ISA).
E-mail: gilima@gmail.com.
Blog http://glolima.blogspot.com

Tenho um imenso respeito e admiração pelo profundo, inteligente e criativo trabalho realizado por Miguel Nicolelis (foto) e sua equipe no Brasil e nos Estados Unidos. No entanto, gostaria de fazer alguns comentários não de seu trabalho em busca de descobertas e conquistas dos caminhos corpo-cérebro e mente, mas de algumas de suas abordagens mais epistemológicas, sociológicas e teóricas.
Miguel Nicolelis afirmou que estamos chegando perto de fazer algo que os nossos colegas fizeram há alguns anos na parte da genética, de não só reconhecer as sílabas do código neural, mas também de começar a tentar decodificar de verdade a linguagem usada pelos circuitos neurais para gerar comportamentos. Será mesmo Nicolelis? De todo tipo de comportamento? Será que você, por enquanto, não está afirmando apenas sobre um tipo singular de comportamento motor? Digo “apenas” (entre aspas, pois não é algo menor) o entendimento da ponte entre o comportamento motor na escala molecular/celular em simbiose com o comportamento motor na escala macrofísica do corpo ou com o corpo e um artefato cibernético e não corporal que também opera no mundo do visível e do elétron não visível a olho nú - em simultaneidade -com o nosso escrachado macro-mundo? Esse é.

Será que não se está “apenas”(novamente entre aspas de propósito) registrando cronicamente as alterações contínuas que o cérebro sofre quando esse animal aprende algo no plano motor ou quando o cérebro converte um aprendizado motor em consolidação de memória de longo prazo podendo posteriormente realizar o aprendizado para fora do cérebro de modo independe do próprio corpo em que ele depende para suas funções motoras específicas?

Na minha abordagem da simbiose orgânica e inorgânica em complexidade as atividades motoras são mais dependentes de uma tarefa especializada e menos complexa. Vejamos o exemplo da macaca Aurora (foto) que nos experimentos coordenados por Nicolelis opera o braço motor direto do comando cerebral.
Primeiro, para comandar diretametno do cérebro com o implante no seu córtex motor ela (a macaca) precisa muito de outras partes de seu corpo para continuar operando o braço cibernético, por exemplo, precisa estar respirando poderia estar respirando numa máquina artificial), mas precisa de fluxo sanguíneo (poderia estar imbricada numa máquina também artificial de pressão sanguínea e até mesmo o próprio sangue poderia ser sintético) a priori poderia quase a totalidade motora do corpo da Aurora num futuro ser mecanicamente substituído, mas nunca, é claro, cérebro (encéfalo). Será?

Você não pode fazer um transplante cerebral, pode fazer do coração, dos pulmões, mas do cérebro não seria mais você mesmo. Será? Será possivel o cérebro como um complexo sistema auto-organizado se auto-organizar de modo independente do corpo/ambiente?

Mesmo compartilhando de modo menos radical de uma abordagem simbiótica do corpo obsoleto é preciso lembrar que o sistema nervoso é altamente sensível a invasões, ele se defende de qualquer ameaça interna até mesmo um simples eletrodo como o que foi implantado no córtex motor da macaca Aurora e que pode ficar ali apenas por quinze dias (coitada da Aurora seu próprio cérebro e as células glias a mataram. Mataram?) Certamente, todo o eletrodo mesmo de tungstênio implantados num cérebro de qualquer mamífero como o da Aurora receberá muito rapidamente e em alguns dias toda uma cobertura que impedirá seu funcionamento (as glias agem em defesa dos neurônios e matará o cérebro).

Mas o que me impressiona é que todo o avanço da pesquisa cerebral foi possível graças ao monismo materialista da neurociência, mas esse mesmo avanço está por reinventar um novo dualismo onde segundo o próprio Nicolelis a perspectiva de construir pela primeira vez ligações diretas do cérebro com máquinas, robôs permitiu definitivamente, nos últimos dez anos principalmente, que o cérebro se libertasse dos limites do corpo.

Não deixa de ser um novo re-encontro com a velha noção antiga e clássica do dualismo dos Egipcios, dos gregos e do próprio Descartes. O mesmo Descarte que considerava o cérebro ummero objeto mecânico-receptor de interações externas e desnstitido de capacidade de sujeitamento.Claro que no caso dos Egípicios e dos gregos e mesmo de Descartes era a alma o instituto superior diante do corpo. Nem mesmo o cérebro para os egipcios era importante. Os mais remotos antepassados do antigo Egito, sacerdotes responsáveis pela preparação dos mortos para a viagem em outra vida eterna, inseriam um gancho pelo nariz dos cadáveres, rompiam o osso etmóide, fino como uma casca de ovo, e pescavam o cérebro, pedaço por pedaço, até esvaziar por completo o crânio, preenchendo em seguida com panos. O coração, ao contrário, permanecia no corpo por ser considerado a sede da inteligência. Sem ele, ninguém seria admitido na outra vida.

Hoje é difícil entender como o cérebro podia ser descartado assim, mas ao longo de toda a Antiguidade, muitos o consideravam sem importância.
O próprio ARISTÓTELES. (130-200 d. C.) foi um importante filósofo que desconstruiu a tese da importância cosmológica do cérebro. O cérebro para ele não combinava com a sua concepção de alma. A Alma Aristotélica era racional, superiora.
Ela acreditava que o coração e sua pulsão energética era o centro biológico do intelecto. O cérebro (o encéfalo) era um mero radiador que servia para resfriar o sangue que era superaquecido pelo coração. Assim, o temperamento racional do cérebro era explicado pela sua grande capacidade de resfriamento.
Uma coisa é comum a toda a história da ciência do cérebro/mente em geral o corpo sem foi desconsiderado. Na anatomia platônica o corpo era a porção da alma que deseja a carne e outras bebidas e as outras coisas de que necessita em razão da natureza corpórea. É a parte da alma, chamada de alma vegetativa responsável pelo crescimento e nutrição do corpo, mas também por paixões inferiores – luxúria, desejos e ganância.
Como finaliza Nicolelis falando em nome de uma criança: “Fui eu que participei da primeira demonstração que o cérebro se libertou do corpo e voltou a sonhar”. (Nicolelis).

Vejamos rapidamente um comentário crítico sobre esse curioso retorno ao dualismo realizado por um eminente neurologista experimental e eminente materialista. Um dualismo expresso na idéia do cérebro se libertando do corpo ou da noção mais pop da cibernétização do corpo como corpo obsoleto.

Distingo entre Inteligência Artificial no sentido forte e no sentido fraco. Para ambas o problema básico é o conceito de inteligência. Já fiz inúmeras críticas a esse reducionismo conceito de inteligência, principalmente numa publicação intitulada: Síndrome de Frankenstein. Se os gregos reduziram a noção de conhecer a razão, re-significada na modernidade industrial como matematização mecânica ou algébrica da natureza, os mais modernos cognitivistas reduziram ainda mais a noção de inteligência a de modelagem informacional ou de conhecimento como cognição ou mais precisamente como processamento eletrônico e computacional de informações.

Vejamos o problema do dual entre o Behaviorismo x Ciência cognitiva.


CIÊNCIA DO COMPORTAMENTO. => behavioristas que desde o século XX quando os apresentaram suas propostas e pesquisas interessadas em uma ciência do comportamento observável (mensurando pela observação o comportamento visível) e reduzindo praticamente toda a aprendizagem ao limite estrito dos métodos públicos de observação, que qualquer cientista pudesse aplicar. Mesmos os educadores críticos do behaviorismo não questionavam o postulado comportamental, ao contrário, mostravam ou tentavam demonstrar que os condicionantes do forte componente do cânone behaviorista na crença da supremacia e do poder determinante do meio ambiente não eram adequados. Questionava-se a disciplina e até mesmo as bases biológicas da memória condicionada pelo comportamento. Era interessante que os críticos da aprendizagem behaviorista criticavam a desconsideração dos comportamentalistas da reflexão subjetiva ou da introspecção particular, mas nada de biologia da aprendizagem. A crítica era também macro comportamental.


CIÊNCIAS COGNITIVAS => A partir da metade do século XX surgem as abordagens cognitivistas (mais computacionais coincidentemente os cognitivistas aparecem junto com o surgimentos das máquinas computacionais), ou seja, onde a idéia de conhecimento se funde na da cognição como tratamento de informação, conteúdo ou mesmo raciocínio o processo do determinismo se fixou ao contrário. Os problemas levantados pela organização da linguagem e da aprendizagem passam a se referir como referências de atividades cerebrais. Desde processos motores, sensórios ou até mesmo erros cometidos por indivíduos - por exemplo, lapsos verbais – são processos cerebrais que incluem a antecipação e produção de palavras. Desconsidera-se o dogma dos behavioristas de que toda atividade psicológica pode ser adequadamente explicada apenas em termos de comportamento visível, agora uma gama de comportamentos celulares e moleculares tornam-se referentes para uma neurobiologia da aprendizagem.

Para os cognitivistas todas as seqüências comportamentais têm de ser planejadas e organizadas com antecedência. Assim, por exemplo, no caso da fala, os mais altos nós da hierarquia envolvem a intenção geral que provoca a expressão, enquanto a escolha da sintaxe e a produção real de sons ocupam nós mais baixos da hierarquia. O sistema nervoso contém um plano ou estrutura geral, dentro do qual unidades de resposta individuais têm de ser encaixadas de modo independente do feedback específico num ambiente.

Ao invés de o comportamento ser conseqüência de incitações ambientais, processos cerebrais centrais, na verdade, precedem e ditam as maneiras pelas quais um organismo realiza um comportamento complexo.

Os cognitivistas desafiaram a análise comportamental corrente na época questionando dois grandes dogmas da análise neurocomportamental: 1. a crença de que o sistema nervoso encontra-se em um estado de inatividade a maior parte do tempo e 2. a crença de que reflexos isolados são ativados apenas quando surgem formas específicas de estimulação.

Para eles o sistema nervoso era constituído de unidades sempre ativas, hierarquicamente organizadas, com o controle emanando do centro e não de estimulação periférica questionando a idéia de um sistema nervoso estático e afirmando as evidências existentes de um sistema dinâmico, constantemente ativo ou, melhor dizendo, composto de muitos sistemas interativos.

As pesquisas de Nicolelis são geniais e muito significativas, mas é o próprio Nicolelis, em contradição, afasta-se da perspectiva cognitivista quando lembra Psicólogo canadiano, Donald Hebb.

Hebb, esse psicólogo canadiano, nascido em 1904 e falecido em 1985 que doutorou-se na Universidade de Harvard nos Estados Unidos da América em 1936. A partir de 1947 e que publicou Organização do comportamento. Segundo o próprio Nicolelis esse é um dos livros mais citados e menos lidos da neurociência – é presença quase obrigatória em listas de referências bibliográficas de trabalhos da área, mas as citações se referem sempre a um mesmo parágrafo sobre a “lei do aprendizado”. Mas a contribuição de Hebb foi imensamente maior. “Ele foi o primeiro a declarar que não existe a ditadura do neurônio único”, conta Nicolelis. O que existem são circuitos. Como Hebb não tinha provas experimentais de suas teorias, porém, a publicação não teve impacto imediato. “Ele criou uma nova era sem que ninguém percebesse” (afirmou Nicolelis).

Lembro também de Humberto Maturana. Um biólogo (Neurobiologia), filósofo, chileno, crítico do Realismo Matemático e criador da teoria da autopoiese e da Biologia do Conhecer, junto com Francisco Varela e faz parte dos propositores do pensamento sistêmico e do construtivismo radical.

Desafiando o domínio da ciência cognitiva. Onde se situa Humberto Maturana? Ele desafia os cognitivistas, pois mesmo concordando, como biólogo, da primazia do sistema nervoso para a aprendizagem discorda veementemente do representacionismo que compartilha da noção de que capturamos através dos sentidos um mundo que é dado de antemão, com relação aos quais nossos esforços devem ser então de descoberta, desvendamento ou revelação do que está oculto.

Maturana fala do sistema nervoso em relação ao conhecimento, mas não em termos meramente de neurônios e impulsos nervosos, mesmo sabendo de sua importância. Ele está interessado numa dinâmica mais complexa do fenômeno do conhecer. Ele foi um dos que mais contribuiu na consolidação da idéia de sistema nervoso como um sistema fechado, ou mais precisamente, a visão do ser vivo como um sistema fechado (autopoiese). Ele defendeu uma conexão complexa entre o sistema nervoso junto ao organismo. Os dois sistemas, organismo e sistema nervoso para ele é um sistema complexo que opera com conservação da organização, como um sistema fechado, como uma rede de produções de componentes no qual os componentes produzem o sistema circular que os produz. Por isso Maturana afirma que viver é conhecer. No momento em que o organismo não está mais em congruência com sua circunstância, morre — acaba o conhecimento de sua circunstância. Mas a pergunta é: como relacionar o fechamento do sistema nervoso e o fechamento do organismo, com o conhecer? Como pode o fechamento desses sistemas gerar o conhecer? O que acontece com a idéia tradicional de sistema nervoso como um sistema aberto que capta informações pelos sentidos e com elas constrói representações internas do mundo exterior?

Humberto Maturana nega a noção de representação no momento em que encara o sistema nervoso como um sistema fechado. A noção de representação se acaba no momento em que para ele a atividade da retina não pode ser correlacionada com as características do estímulo: o que se pode correlacionar com a atividade da retina é o nome dado à cor. Portanto, a cor, a experiência cromática, deixa de ser uma representação do mundo, passa a ser uma configuração do mundo. Segundo o próprio Maturana:


A representação é um comentário do observador sobre a correlação entre organismo e circunstância. Sempre que eu encarar um sistema em congruência com sua circunstância e olhar a correlação entre sistema e circunstância, eu posso falar do operar do sistema como se ele operasse com uma representação de sua circunstância”. (Maturana – Livro: Ontologia da Realidade).

É uma mudança radical na maneira tradicional de ver as coisas. Tradicionalmente concebemos a linguagem como sistemas de signos e regras que os falantes manipulam. Para Maturana antes de signos e regras tem que haver a linguagem para que surjam os signos ou as regras porque as regras, os signos e símbolos são resultados desse operar. E isso completa o círculo (linguagem -> signo e regras -> observação como experimentação do conhecer -> expressão compartilhada do saber).

Experimentar o saber envolve para Maturana uma bioneurologia das emoções. Assim, Maturana apesar de enfatizar a cognição e os aspectos biológicos da cognição se afastam da hegemonia das ciências cognitivas por entender que o processo de conhecer tem uma base biológica mais complexa do que meramente computacional. A complexidade do humano é muito mais ampliada e envolve entrelaçamentos múltiplos de ser com as emoções e a razão. Interagir entre símbolos e regras são processos secundários perante a linguagem e para ele, todo sistema racional se constitui no operar com premissas previamente aceitas, a partir de uma certa emoção.

Hoje, descobertas recentes apontam evidências cada vez maiores que sugerem que o cérebro não é computacional tal qual pensavam os ciberneticistas da inteligência artificial. Além de todo o processamento químico e emocional, a lentidão dos processos cerebrais e a imensa capacidade de esquecimento são apenas alguns dos fatores mais comuns que diferenciam substancialmente e funcionalmente o cérebro humano de um modelo computacional. Os estados de mentitude não se reduzem a computação. Alguns processos mais primários como os motores podem ser reduzidos a processamentos computacionais e elétricos, mesmo tendo na sua origem hibridizações químicas sofisticadas.

Foi o cognitivismo informacional que acabou a nos levar a privilegiarmos muuito na pesquisa cérebro-mente o papel do neurônio (essa frágil e complexa célula informacional). No entanto o cérebro é formado também por células glias e elas são nove vezes mais numerosas que os neurônios no cérebro e no resto do sistema nervoso. Cada vez mais descobrimos que elas desempenham um papel muito mais importante do que se imaginava para os processos mentais.

Um dos mais respeitáveis cientistas que examinaram seções do cérebro de Einstein foi Marian Diamond, da Universidade da Califórnia, em Berkeley. Diamond não encontrou nada de incomum em relação ao número ou ao tamanho de seus neurônios. Mas, no córtex de associação, responsável pelo conhecimento de alto nível, descobriu um número surpreendentemente grande de células conhecidas como glias - uma concentração muito maior do que a encontrada na média dos Alberts por aí. Mera coincidência? Talvez não. Evidências cada vez maiores sugerem que as células glias desempenham um papel muito mais importante do que se imaginava. Durante décadas, fisiologistas se concentravam nos neurônios como os principais comunicadores do cérebro. Achava-se que as células glias, apesar de superarem os neurônios na proporção de nove para um, tinham somente papel de manutenção: levar nutrientes dos vasos sanguíneos para os neurônios, manter um equilíbrio saudável de íons no cérebro e afugentar patógenos que tivessem escapado do sistema imunológico. Com o apoio das células glias, os neurônios ficavam livres para se comunicar por meio de pequenos pontos de contato chamados sinapses e para estabelecer uma rede de conexões que permite pensar, lembrar e pular de alegria.

Os neurolofisiolistas ainda estão cautelosos e evitam atribuir importância à glia rápido demais. Apesar disso, estão entusiasmados com a perspectiva de que mais da metade do cérebro permanece inexplorada e pode representar uma mina de ouro em informações sobre o funcionamento da mente.