Cientistas criaram e testaram um implante cerebral para comunicação apenas com pensamentos

Pesquisadores da Duke University criaram um implante cerebral que pode permitir a comunicação baseada apenas em pensamentos. O dispositivo foi projetado para ajudar pessoas que sofrem de distúrbios de fala ou são incapazes de comunicação verbal por um motivo ou outro. Os primeiros experimentos mostraram boas perspectivas de desenvolvimento.

Fonte da imagem: Dan Vahaba/Duke University

Experimentos para converter a atividade cerebral em comunicação de texto e voz, por meio da varredura dos sinais cerebrais dos pacientes, tornam possível hoje traduzir “pensamentos” em palavras a velocidades de até 78 palavras por minuto. É como ouvir um audiolivro na metade da velocidade, dizem os autores do estudo. Normalmente, uma pessoa fala até 160 palavras por minuto, o que torna a comunicação viva e natural. Para que pessoas com deficiência de fala também participem dessa comunicação, elas precisam de sensores de atividade cerebral mais precisos.

Uma equipe de cientistas da Universidade Duke, em conjunto com o laboratório de engenharia biomédica da universidade, criou um sensor de atividade cerebral com 256 sensores em um pedaço de plástico do tamanho de um selo postal. O novo sensor é capaz de capturar sinais de neurônios individuais, o que lhes permite determinar com precisão sua atividade.

Os cientistas não pretendiam ler mentes diretamente. Mas com base em um complexo de sinais para os músculos do aparelho da fala – língua, laringe e músculos faciais – eles esperavam determinar com precisão os pensamentos não ditos dos pacientes (a fala é controlada por até 100 músculos, cujos sinais devem ser monitorados ). Assim, a frase falada mentalmente teve que ser traduzida em sinais para os músculos e, a partir desses dados lidos diretamente do cérebro, foi necessário reproduzir tudo o que o paciente iria dizer. No caso de um paciente com lesão no aparelho de fala, os pensamentos permaneceriam no córtex cerebral e os sinais não passariam mais, mas lidos pelo sensor poderiam ser pronunciados pelo computador.

Um experimento com quatro pacientes mostrou que a precisão média no reconhecimento de palavras faladas mentalmente foi de 40% e a máxima foi de 84%. O algoritmo de reconhecimento foi treinado no modo “ouvir e repetir”. O paciente pronunciou combinações curtas de letras sem sentido, a partir das quais o algoritmo aprendeu a reconhecer a atividade cerebral para uma combinação específica de sons.

À esquerda está o sensor antigo e menos sensível, à direita está o novo com o qual o experimento foi realizado

Apesar da percentagem relativamente baixa de reconhecimento sonoro, a equipa de cientistas fala de sucesso. O fato é que o algoritmo treinou apenas 90 segundos durante um teste de 15 minutos. Os experimentadores tiveram exatamente esse mesmo tempo com cada paciente. Isso aconteceu durante cirurgias cerebrais planejadas em pacientes. Quando os neurocirurgiões terminaram a operação, deram aos cientistas 15 minutos para trabalharem com os pacientes em seu programa. Sem acesso ao cérebro aberto, em determinada parte do córtex onde o sensor estava instalado diretamente, o trabalho não poderia ser realizado.

Na próxima etapa, os cientistas vão criar sensores sem fio para trabalhar com pacientes em condições normais, e não na sala de cirurgia. Algum dia isso levará a implantes cerebrais convenientes para traduzir pensamentos em fala ou mensagens digitais.