14/07/2021 - Após mais de uma década de desenvolvimento, pesquisadores da UC San Francisco demonstraram, pela primeira vez, um implante cerebral transformando a atividade neural em palavras completas. O primeiro participante do teste, um homem paralisado na casa dos 30 anos, agora pode falar com um vocabulário de 50 palavras simplesmente pensando em vocalizar palavras. A nova tecnologia inovadora é diferente das interfaces cérebro-computador anteriores projetadas para ajudar aqueles com paralisia a falar.
Em vez de uma pessoa direcionar o cursor ao redor de uma tela para soletrar palavras, este dispositivo rastreia a atividade cerebral em regiões que controlam os sistemas vocais. Portanto, embora indivíduos paralisados possam perder a capacidade de literalmente mover a boca e vocalizar palavras, seu cérebro ainda pode tentar enviar esses sinais únicos para lugares como a mandíbula e a laringe.
"Com a fala, normalmente comunicamos informações a uma taxa muito alta, até 150 ou 200 palavras por minuto", diz o autor sênior Edward Chang. "Ir direto às palavras, como estamos fazendo aqui, tem grandes vantagens porque está mais próximo de como normalmente falamos."
O novo estudo, publicado no New England Journal of Medicine, descreve a primeira pessoa a testar este implante experimental. O sujeito sofreu um derrame há 15 anos e só pode se comunicar digitando palavras em uma tela com um ponteiro preso a um boné de beisebolO conjunto de eletrodos de alta densidade foi implantado cirurgicamente sobre o córtex motor da fala do sujeito. Então, ao longo de vários meses, a atividade cerebral foi registrada correlacionando sinais específicos com um vocabulário de 50 palavras.
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Modelos de rede neural personalizados foram então treinados para reconhecer a atividade cerebral e identificar as palavras em tempo real à medida que estão sendo pensadas. Esses primeiros testes demonstraram o homem respondendo às perguntas dos pesquisadores com frases completas. Perguntas como "Você gostaria de um pouco de água?" foram seguidas de respostas do homem como: “Não, não estou com sede”.
"Ficamos emocionados ao ver a decodificação precisa de uma variedade de frases significativas", diz David Moses, principal autor do novo estudo. "Mostramos que é realmente possível facilitar a comunicação dessa maneira e que tem potencial para uso em ambientes de conversação".
Este teste inicial de prova de conceito não ofereceu resultados de velocidade relâmpago. Atualmente, o implante pode decodificar cerca de 18 palavras por minuto. E a precisão média é de apenas 75%, portanto, há muito espaço para melhorias. Moses diz que melhorias algorítmicas podem melhorar a precisão e a velocidade do dispositivo. Um tipo de função de “auto-correção” foi incorporada neste teste inicial, mostrando como o sistema pode ser melhorado pelo computador aprendendo e prevendo o que uma pessoa quer dizer. O julgamento está programado para ser expandido com a inclusão de mais participantes. Os pesquisadores também estão procurando desenvolver o vocabulário do sistema e acelerar a taxa de fala decodificada.
"Até onde sabemos, esta é a primeira demonstração bem-sucedida de decodificação direta de palavras completas da atividade cerebral de alguém que está paralisado e não pode falar", diz Chang. "Isso mostra uma forte promessa de restaurar a comunicação, explorando a maquinaria natural da fala do cérebro".
O novo estudo foi publicado no New England Journal of Medicine.
Fonte: UCSF
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