De uma forma geral, a existência de ruído em diferentes sistemas de engenharia é um fator que degrada o desempenho do sistema afetado, por exemplo, em sistemas de telecomunicações. Os trabalhos pioneiros de Claude E. Shannon (cujo primeiro nome foi adotado por uma ferramenta de IA em sua honra) forneceram as bases matemáticas para se poder entender como o ruído interfere nas comunicações eletrônicas e, também, como projetar sistemas de telecomunicações que sejam menos afetados por ruído.
Por outro lado, um conceito interessante foi introduzido na física-estatística, a ressonância estocástica, em que um ruído de baixa intensidade, somado de propósito a um sinal periódico de interesse à entrada de um sistema não linear com limiar no mapeamento entre entrada e saída, melhora a qualidade da versão do sinal periódico à saída do sistema. Esse resultado pode ser entendido no cenário do sinal de interesse ter amplitude abaixo do limiar do sistema e, se aplicado diretamente à entrada do sistema, não sairá nada à saída do sistema. Mas, quando se soma um ruído de intensidade apropriada ao sinal periódico à entrada do sistema, a soma passa do limiar do sistema e aparece uma saída que fornece uma indicação útil sobre o sinal periódico aplicado à entrada. Notar que aqui o ruído não é para mascaramento, como anteriormente exemplificado, mas sim de baixa intensidade visando “ajudar” o sinal de interesse a suplantar um pouco o limiar inerente ao sistema não linear e, assim, gerar um sinal útil à saída do sistema.
Uma observação secundária é que o termo “ressonância estocástica” não é muito feliz pois o fenômeno não é equivalente a uma ressonância, como o termo é normalmente empregado em física e engenharia. A atribuição deste nome decorreu da observação de que havia uma curva que partia de valores baixos na ordenada para níveis de ruído baixos, depois subia até um pico e depois decaía para níveis de ruído mais altos, significando que havia um nível ótimo de ruído somado ao sinal de entrada periódico que maximizava a qualidade da versão do sinal periódico à saída.
Um exemplo especialmente interessante de sistema não linear com limiar de detecção é o neurônio, uma vez que ele dispara apenas se o potencial de membrana ultrapassar um dado limiar de disparo. Por conseguinte, sistemas neurais têm sido investigados com a adição de ruídos de diferentes intensidades, obtendo-se, em vários exemplos, melhora na qualidade da sinalização (ou representação) neural para uma faixa apropriada de níveis do ruído adicionado à entrada (em geral, níveis subliminares). McDonnel e Ward introduziram o termo facilitação estocástica para os casos de efeitos benéficos de ruído em sistemas neurais, uma vez que a definição original da física tratou de senoides (ou sinais periódicos) à entrada de um sistema não linear somado a ruídos de níveis apropriados, e, nas aplicações a sistemas nervosos, não há, em geral, um sinal periódico à entrada, mas um sinal mais relevante para o sistema nervoso, como um sinal tátil, por exemplo. Justamente na área de neurociência sensorial foi mostrado em nosso laboratório (Laboratório de Engenharia Biomédica, da Escola Politécnica da USP) que um ruído vibratório subliminar aplicado à ponta de um dedo tocando uma superfície fixa, com o sujeito experimental em postura ereta quieta, melhorou a qualidade da retroalimentação (feedback) por parte do conjunto de receptores sensoriais da ponta do dedo ao sistema neuromuscular que controla a manutenção da postura ereta.
Focando agora nos pés ao invés das mãos humanas, podemos citar o trabalho, iniciado há três décadas, de J. J. Collins (EUA), de união de pesquisa e desenvolvimento tecnológico. Este pesquisador e seus colaboradores estudaram o efeito de vibração estocástica de baixa intensidade aplicada à planta dos pés. Atualmente há um produto comercial que resultou desses anos todos de pesquisa. Esse produto consta de palmilhas vibratórias (com sinais de ruído na vibração) que melhoram o controle postural e o equilíbrio de pessoas com déficits sensoriais das plantas dos pés (por exemplo, em idosos com neuropatias periféricas). Ainda na ideia acima de se aplicar vibração ruidosa de baixa intensidade visando melhorar a sinalização de receptores sensoriais, há produtos comerciais que constam de faixas vibratórias usadas no punho ou tornozelo que podem melhorar o controle motor de membros superiores ou inferiores em pacientes específicos.
Adicionalmente, a estimulação elétrica estocástica do sistema vestibular é a base de um dispositivo comercial usado para melhorar o equilíbrio de certos pacientes neurológicos. Não nos parece haver ainda uma firma que comercialize produtos baseados em estimulação elétrica estocástica subliminar de receptores sensoriais musculares das pernas (proprioceptores musculares), que levam a menor variância na força gerada pelos pés, bem como melhor controle postural, conforme mostrado por pesquisas de doutorado de Fernando Henrique Magalhães e Diana Rezende de Toledo, realizadas no Laboratório de Engenharia Biomédica (Poli-USP) e cujos resultados foram publicados internacionalmente.
Para finalizar, menciono o Wyss Institute da Harvard University, que atua gerando conhecimentos científicos sobre estimulação estocástica aplicada ao sistema nervoso humano, dentre várias outras abordagens, para potencialmente transformá-los em produtos. Um exemplo de pesquisa (muito sofisticada) de um grupo ligado a esse instituto foi a investigação de como a estimulação elétrica estocástica subliminar de receptores sensoriais musculares pode alterar o controle da marcha de um ser humano sujeito a forças repentinas aplicadas ao corpo e que poderiam causar perturbações ao andar.
Encerrando este pequeno texto, podemos responder sim à pergunta do título, que há ruído “bom” (útil), bastando saber usá-lo de forma apropriada.
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