Dispositivos de leitura cerebral permitem que pessoas com paralisia falem através de seus pensamentos

Duas pesquisas divulgadas em 23 de agosto trazem avanços significativos em tecnologias desenhadas para auxiliar pessoas com paralisia facial a se comunicarem.

Graças a implantes cerebrais otimizados com inteligência artificial (IA), duas pessoas paralisadas foram capazes de se comunicar com velocidade e precisão nunca antes vistas.

Em estudos separados, ambos publicados na revista Nature, duas equipes de pesquisadores apresentaram interfaces cérebro-computador (ICCs) que traduzem sinais neurais em texto ou palavras faladas por uma voz sintética. As ICCs conseguem decodificar a fala a uma taxa de 62 e 78 palavras por minuto, respectivamente. Conversas naturais ocorrem a aproximadamente 160 palavras por minuto, mas as novas tecnologias superam todas as tentativas anteriores.

“É agora possível imaginar um futuro no qual podemos restabelecer uma conversa fluida para alguém com paralisia, permitindo que se expressem livremente com uma precisão alta o suficiente para serem entendidos de forma confiável”, afirmou Francis Willett, neurocientista da Universidade Stanford na Califórnia e coautor de um dos artigos, em uma coletiva de imprensa no dia 22 de agosto.

Christian Herff, neurocientista computacional da Universidade de Maastricht, na Holanda, afirma que esses dispositivos “podem se tornar produtos comercialmente viáveis num futuro muito próximo”.

Eletrodos e Algoritmos

Willett e sua equipe desenvolveram uma ICC capaz de interpretar a atividade neural em nível celular e traduzi-la em texto. Eles colaboraram com Pat Bennett, de 67 anos, que sofre de esclerose lateral amiotrófica (ELA), uma condição que causa a perda progressiva do controle muscular, resultando em dificuldades de movimento e fala. Primeiro, a equipe inseriu arrays de pequenos eletrodos de silício em áreas do cérebro ligadas à fala, localizadas alguns milímetros abaixo da superfície cerebral.

Em seguida, treinaram algoritmos de aprendizagem profunda para reconhecer os sinais únicos no cérebro de Bennett quando ela tentava falar diferentes frases, usando um vocabulário amplo de 125.000 palavras e um mais restrito de 50 palavras.

Lendo a Atividade Cerebral Num estudo separado, Edward Chang, neurocirurgião da Universidade da Califórnia, em São Francisco, e sua equipe trabalharam com Ann, uma mulher de 47 anos que perdeu a capacidade de falar devido a um acidente vascular cerebral no tronco cerebral há 18 anos.

Eles utilizaram uma abordagem diferente da equipe de Willett, colocando um retângulo ultrafino contendo 253 eletrodos na superfície do córtex cerebral. Essa técnica, chamada eletrocorticografia (ECoG), é considerada menos invasiva e pode registrar a atividade combinada de milhares de neurônios simultaneamente. Treinaram algoritmos de IA para reconhecer padrões na atividade cerebral de Ann associados com suas tentativas de falar 249 frases utilizando um vocabulário de 1.024 palavras.

Aplicações Clínicas

Muitas melhorias são necessárias antes que as ICCs possam ser disponibilizadas para uso clínico, principalmente para que pessoas com paralisia possam de fato se expressar. “O cenário ideal é que a conexão seja sem fios”, disse Ann. Um sistema totalmente implantável sem conectores ou cabos visíveis teria que ser desenvolvido, acrescenta Yvert.

Ambas as equipes esperam continuar aumentando a velocidade e precisão de seus dispositivos com algoritmos de decodificação mais robustos. Além disso, os participantes com paralisia dos dois estudos ainda possuem a capacidade de engajar seus músculos faciais ao pensar em falar, e suas regiões cerebrais relacionadas à fala estão intactas, diz Herff.

É fundamental testar os dispositivos em um número maior de pessoas para comprovar sua confiabilidade.

“Por mais elegantes e tecnicamente sofisticados que esses dados sejam, temos que entendê-los em contexto, de forma muito medida e cuidado”, alerta Judy Illes, pesquisadora em neuroética na Universidade da Colúmbia Britânica em Vancouver, Canadá. “Devemos ter cuidado para não prometer generalizações amplas para grandes populações. Ainda não tenho certeza de que chegamos lá”, acrescenta.

Veja também: https://curiosologia.com.br/2023/08/18/oms-medicina-divide-opinioes/

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