Implante cerebral alimentado por IA ajuda o homem a ‘falar’ por meio de um computador

Um homem que é incapaz de se mover ou falar agora pode gerar palavras e frases em um computador usando apenas seus pensamentos.

A capacidade vem de um dispositivo implantado experimental que decodifica sinais no cérebro do homem que antes controlava seu trato vocal, como relataram os pesquisadores na quarta-feira no The New England Journal of Medicine .

O homem está atualmente limitado a um vocabulário de apenas 50 palavras e se comunica a uma taxa de cerca de 15 palavras por minuto, o que é muito mais lento do que a fala natural.

“Isso nos diz que é possível”, disse Edward Chang , neurocirurgião da Universidade da Califórnia, em San Francisco. “Acho que há uma grande pista para tornar isso melhor com o tempo.”

Um dispositivo que permitisse às pessoas que não podem falar se comunicar usando circuitos cerebrais usados ​​anteriormente para a fala seria “mais natural e, felizmente, sem esforço em comparação com os dispositivos de assistência atuais”, diz Chethan Pandarinath , professor assistente do Departamento de Engenharia Biomédica em Emory University e Georgia Tech.

Atualmente, as pessoas com paralisia que perderam a capacidade de falar geralmente contam com dispositivos que usam movimentos dos olhos ou da cabeça para soletrar uma letra de cada vez. Alguns usam um dispositivo que lhes permite controlar o cursor do computador com pensamentos.

A equipe de Chang queria encontrar uma solução melhor para o homem, identificado apenas como BRAVO1, para proteger sua privacidade. O nome se refere ao seu status como o primeiro paciente em um estudo chamado BRAVO, ou Restauração da Interface Cérebro-Computador de Braço e Voz.

BRAVO1, que tem quase 30 anos, está paralisado e não consegue falar desde que teve um derrame 15 anos atrás, diz Chang.

“O derrame o deixou quase completamente paralisado nos braços e nas pernas, mas também nos músculos do trato vocal”, disse Chang. Mas as áreas do cérebro que antes emitiam os comandos de fala estão intactas.

Sinais do cérebro dormente aproveitados para comunicação

Anteriormente, a equipe de Chang havia desenvolvido um sistema projetado para reconhecer os sinais cerebrais associados à intenção de falar palavras específicas. Os testes mostraram que o sistema funcionava em pessoas que ainda eram capazes de se mover e falar.

Mas o sucesso estava longe de ser certo em alguém como BRAVO1, diz Chang.

“Não sabíamos se os comandos de fala no cérebro ainda funcionariam depois de 15 anos”, diz ele. “E mesmo se pudéssemos reviver aqueles sinais cerebrais adormecidos para a fala, poderíamos realmente traduzi-los em palavras completas?”

Para descobrir, a equipe implantou sensores na superfície do cérebro do homem. Em seguida, um computador estudou os padrões de atividade elétrica produzidos quando ele tentou falar 50 palavras diferentes. O processo demorou meses.

Uma vez que o BRAVO1 conseguiu gerar palavras de maneira confiável na tela do computador, a equipe começou a fazê-lo formar frases. Para ajudar a melhorar a precisão, a equipe adicionou um programa que analisava o contexto de cada palavra à medida que ela era adicionada.

O sistema é um pouco como o software de mensagens de texto da maioria dos smartphones. “Então, por exemplo, se uma palavra não for decodificada corretamente, esta função de autocorreção pode corrigi-la”, diz Chang.

Esse dispositivo também pode ajudar pessoas com esclerose lateral amiotrófica , ou ELA, uma doença paralisante que eventualmente torna impossível falar, diz Shenoy.

A capacidade de reconhecer até 50 palavras no cérebro é uma grande conquista, diz Shenoy. “Mas acho que é apenas a ponta do iceberg. Acho que poderia facilmente chegar a 500 ou 5.000 palavras.”

Até que isso aconteça, dispositivos que reconhecem palavras inteiras serão limitados à comunicação básica.

Manter alguns pensamentos privados e outros públicos

Enquanto isso, os implantes cerebrais que permitem às pessoas soletrar palavras estão cada vez melhores, diz Shenoy. No início deste ano, ele e uma equipe publicaram os resultados de um estudo que mostra que as pessoas podem escrever com rapidez e precisão usando um dispositivo que decodifica os sinais cerebrais normalmente usados ​​para escrever à mão.

“Sabemos muito mais agora do que há 10 ou 20 anos sobre como escutar essas conversas no cérebro”, diz Shenoy.

Esse tipo de escuta pode comprometer a privacidade de uma pessoa, diz Pandarinath. Isso porque dispositivos conectados diretamente ao cérebro podem tornar difícil para as pessoas separarem pensamentos privados daqueles que decidem tornar públicos, diz ele.

“Queremos ter certeza de que os dispositivos que criamos permitem essa separação, permitem que as pessoas sejam capazes de ter seus pensamentos privados sem que nada seja apenas transmitido para o mundo”, diz ele.

Isso pode ser mais fácil com dispositivos que dependem de sinais cerebrais que controlam os músculos, diz ele. Isso ocorre porque esses sinais geralmente não são enviados, a menos que a pessoa faça uma tentativa consciente de movimento.