Há uma nova esperança para as pessoas que perderam a capacidade de falar.
Em dois casos distintos, os cientistas usaram com sucesso implantes cerebrais e aprendizado de máquina para devolver a voz aos pacientes depois que a deles foi tirada; um por acidente vascular cerebral, o outro resultado de esclerose lateral amiotrófica (ELA). Juntos, os resultados representam esperança de uma nova maneira de as pessoas que vivem com paralisia se comunicarem com o mundo ao seu redor.
“Quero que os pacientes… me vejam e saibam que as suas vidas não acabaram agora”, escreve Ann, que sofreu a síndrome do encarceramento após um acidente vascular cerebral em 2005. “Quero mostrar-lhes que as deficiências não precisam de nos parar ou abrandar.”
Nos últimos anos, grandes avanços foram feitos na tecnologia de interface cerebral, mas não é uma solução única para todos.
Eletrodos são usados para registrar a atividade neural de uma pessoa enquanto ela pensa em realizar uma determinada tarefa ou ação. Essas gravações são então usadas para treinar hardware ou software para executar essa tarefa; por exemplo, um braço protético dobrará em resposta a uma pessoa que pensa em dobrar o braço.
A atividade cerebral de cada pessoa é diferente, portanto, treinar o maquinário para decodificar seus sinais neurais deve ser feito de novo para cada paciente. Considerando que a linguagem é incrivelmente complexa, não é tarefa fácil realizar uma interface cerebral, ou neuroprotética, que possa traduzir os pensamentos de uma pessoa em palavras faladas.
O neurocirurgião Edward Chang, da Universidade da Califórnia em São Francisco, e seus colegas foram responsáveis por restaurar a fala de Ann, enquanto o neurocientista Frank Willett, da Universidade de Stanford, e seus colegas restauraram a fala de Pat Bennett, que perdeu a capacidade de falar devido à doença do neurônio motor (ELA); a mesma condição que afetou o falecido físico Stephen Hawking.
“Imagine”, escreve Bennett, “quão diferente será a realização de atividades cotidianas, como fazer compras, comparecer a compromissos, pedir comida, ir ao banco, falar ao telefone, expressar amor ou apreço – até mesmo discutir – quando pessoas não-verbais puderem comunicar seus pensamentos em palavras. tempo real.”
Ambas as equipes empregaram uma metodologia semelhante. Matrizes de eletrodos foram implantadas no cérebro de cada paciente – 128 eletrodos no cérebro de Bennett e 253 no cérebro de Ann.
Cada um deles passou pelo meticuloso processo de pensar em falar palavras e frases diferentes.
O repertório de Ann consistia em 1.024 palavras, mas ela também pensou em fazer expressões faciais. Além disso, a IA foi treinada não para reconhecer as palavras, mas sim os fonemas – as unidades sonoras básicas que compõem as palavras. Isso reduziu drasticamente o número de unidades que a IA precisava compreender.
A equipe usou esses dados e gravações de Ann falando antes do derrame, para criar um avatar virtual que fala com sua voz.
No final das contas, por meio de seu avatar, Ann conseguiu se comunicar quase tão rápido quanto as pessoas ao seu redor.
“Quando eu estava no hospital de reabilitação, a fonoaudióloga não sabia o que fazer comigo”, escreve ela. “Fazer parte deste estudo me deu um senso de propósito, sinto que estou contribuindo para a sociedade. Sinto que tenho um emprego novamente. É incrível ter vivido tanto tempo; este estudo me permitiu realmente viver enquanto Eu ainda estou vivo!”
Já Bennett passou por cerca de 100 horas de treinamento também baseado em fonemas, repetindo frases escolhidas aleatoriamente em um grande conjunto de dados. A taxa de erro do sistema após este treinamento, num vocabulário de 50 palavras, é de apenas 9,1%, e a fala de Bennett é decodificada a uma taxa de cerca de 62 palavras por minuto.
A taxa de erro com um vocabulário de 125 mil palavras é de 23,8 por cento, mas os pesquisadores observam que esta é a primeira vez que um vocabulário tão grande foi testado com este tipo de tecnologia. Os resultados, todos concordam, são extremamente promissores.
“Esses resultados iniciais comprovaram o conceito e, eventualmente, a tecnologia irá alcançá-lo para torná-lo facilmente acessível a pessoas que não conseguem falar”, escreve Bennett.
“Para aqueles que não são verbais, isso significa que podem permanecer conectados com o mundo maior, talvez continuar a trabalhar, manter amigos e relacionamentos familiares”.
Traduzido por Mateus Lynniker de ScienceAlert
