A busca por uma interface entre o cérebro e o computador, que seja eficiente, é uma das sensacionais inspirações para o desenvolvimento de sensores e interfacespara o corpo e equipamentos eletrônicos. Elon Musk, por exemplo, está investindo muitos recursos na promessa da sua startup Neuralink, que pretende comercializar um implante cerebral com a habilidade de controlar o computador ou o celular a partir de qualquer lugar.
Os chips neurais já são estudados bem antes das ferramentas como o ChatGPT tomarem um grande espaço na mídia, porém recentemente essa revolução na informação trouxe à tona pesquisas importantes.
Umsistema eletrônico de decodificação e fala[1], em conjunto com técnicas associadas à Inteligência Artificial (IA), permitiu reestabelecer a comunicação de um participante em um estudo clínico, que sofreu uma severa paralisia há mais de dezoito anos e, como consequência, a sua fala foi comprometida,impedindo a vocalização de palavras ou sons que permitissem sua comunicação e interação social. Os braços e mãos estão comprometidos pela fraqueza, impossibilitando a escrita. A única forma de comunicação era um dispositivo de cabeça, lento e limitado a quatorze palavras por minuto.
Esse novo sistema é constituído por uma prótese neural, implantada sobre áreas do córtex cerebral, responsável por capturar sinais que estão relacionados com os parâmetros audiovisuais da comunicação. Esses sinais de eletrocorticografia de alta densidadecontêm informações passíveis de serem decodificadas e, graças àIA, foi possível estabelecer uma leitura em tempo real com umvocabulário amplo. Uma interface de saída de texto permite a visualização das sentenças em conjunto com a conversão de texto para fala e uma animação facial implementada em um avatar.
O procedimento de utilização do sistema consiste em treinar o equipamento, via aprendizado de máquina (deep-learning), por aproximadamente duas semanas, com amostras que correlacionaram as ondas gamma de alta atividade e sinais de baixa frequência do córtex com sons de fala, expressões da articulação do rosto com a síntese de texto e representação gráfica via avatar. Para a síntese da fala foram usados áudios obtidos de gravações originais da voz do paciente, antes da paralisia, isso permitiu personalizar e humanizar ainda mais o sistema.
Simultaneamente, um segundosistema[2] também apresentou um potencial em recuperar a comunicação entre pessoas com paralisia, através de uma interface do cérebro com o computador. Isso foi possível com uma matriz de microeletrodos intracorticais, os quais permitem a leitura de sinais cerebrais de alta resolução em uma pequena região do córtex. Os sinais são convertidos, por uma rede neural artificial em um conjunto de probabilidades direcionadas à identificação dos fonemas. Um algoritmo de procura (Viterbi Search) combina os dados obtidos do cérebro com um grande vocabulário. O sistema ainda precisa de melhorias, mas apresenta-se como uma promissora aplicação da IA na Medicina.
A Neuralink abriu inscrições para o seu estudo clínico
O anúncio veio na terça-feira (19). O objetivo desse estudo clínico é o desenvolvimento de interfaces entre o cérebro e o computador com a capacidade de restaurar a independência de pacientes com deficiências. Antes de iniciar o estudo, a Empresa pretende verificar qual grupo de pacientes e deficiências apresentam maior demanda.
Qualquer pessoa nos Estados Unidos pode fazer o registro no site, para a verificação se está apto a participar do estudo. Estão convidadas, pessoas com alguma das seguintes deficiências: perda dos movimentos nos membros inferiores e/ou superiores, perda da visão, perda da audição. Em maio deste ano a Empresa recebeu a autorização da agência reguladora de medicamentos e alimentos dos Estados Unidos (em inglês Food and Drugs Administration abreviado como FDA) para prosseguir com o estudo.
Espera-se que em alguns anos as evoluções desses sistemas estejam disponíveis para o público em geral.
[1] Metzger, S.L., Littlejohn, K.T., Silva, A.B. et al. A high-performance neuroprosthesis for speech decoding and avatar control. Nature 620, 1037–1046 (2023). https://doi.org/10.1038/s41586-023-06443-4
[2] Willett, F.R., Kunz, E.M., Fan, C. et al. A high-performance speech neuroprosthesis. Nature 620, 1031–1036 (2023). https://doi.org/10.1038/s41586-023-06377-x
