Mulher com paralisia pode falar pensando com implante cerebral e IA

A interface experimental permite que o paciente se comunique através de um avatar digital e é mais rápida que o sistema atual

Will Sullivan

Correspondente Diário

Depois que Ann Johnson sofreu um derrame há 18 anos, ela ficou paralisada e perdeu a capacidade de falar. Agora, com a ajuda de um implante cerebral e inteligência artificial, ela consegue se comunicar verbalmente novamente por meio de um avatar digital.

Num estudo publicado na semana passada na revista Nature, os investigadores implantaram um conjunto de elétrodos na superfície do cérebro de Ann para transmitir a sua atividade cerebral aos computadores. Lá, os algoritmos de IA traduzem os sinais em palavras. Após um breve atraso, o avatar na tela fala as palavras de Ann em voz alta e captura seu sentimento com expressões faciais.

“Não há nada que possa transmitir o quão satisfatório é ver algo assim realmente funcionar em tempo real”, disse Edward Chang, coautor do estudo e neurocirurgião da Universidade da Califórnia, São Francisco (UCSF), em um evento. briefing de notícias, de acordo com Aria Bendix da NBC News.

“Este é um grande salto em relação aos resultados anteriores”, disse Nick Ramsey, neurocientista da Universidade de Utrecht, na Holanda, que não contribuiu para o estudo, a Hannah Devlin do Guardian. “Estamos em um ponto de inflexão.”

Ann atualmente se comunica usando um dispositivo que lhe permite digitar palavras em uma tela movendo a cabeça, de acordo com um comunicado da UCSF. Esse dispositivo produz apenas 14 palavras por minuto – a conversa humana falada, por outro lado, tem em média cerca de 160 palavras por minuto. Mas com a nova interface, que Ann só pode usar como parte do estudo, ela pode produzir 78 palavras por minuto, aproximando-a de uma cadência natural de fala. O dispositivo decifrou a fala pretendida com cerca de 75% de precisão.

A interface é um grande avanço em relação a uma iteração anterior da mesma equipe de pesquisa, que traduziu a fala pretendida em texto a uma taxa de 15 palavras por minuto, escreve Emily Mullin da Wired.

O sistema aprimorado conta com um implante com 253 eletrodos colocados em partes do cérebro importantes para a comunicação. Antes do derrame de Ann, essas regiões do cérebro enviavam sinais aos músculos envolvidos na fala, como os da laringe, lábios e língua. Agora, um cabo conectado a uma porta na cabeça de Ann transporta os sinais para os computadores.

Em seguida, a IA traduz esses sinais em sons individuais – pedaços de palavras chamados fonemas. Em seguida, combina os fonemas para formar palavras. O avatar digital que fala as palavras foi projetado para se parecer com Ann, e sua voz foi treinada para soar como ela usando clipes dela falando em seu vídeo de casamento. O rosto do avatar também se move e expressa visualmente emoções com base nos sinais cerebrais de Ann.

“O simples fato de ouvir uma voz semelhante à sua é emocionante”, disse Ann aos pesquisadores após o estudo, segundo Miryam Naddaf, da Nature News.

Ann teve que treinar com a interface durante semanas, falando silenciosamente as mesmas frases repetidas vezes para que pudesse entender os sinais de seu cérebro. Através destes testes, o algoritmo foi ensinado a reconhecer termos de um banco de 1.024 palavras de conversação.

“Ela é extremamente dedicada e trabalhadora”, disse Kaylo Littlejohn, coautor do estudo e engenheiro elétrico da UCSF, a Erin Prater da Fortune. “Ela está disposta a gravar o tempo que for necessário e realmente entende que seus esforços serão direcionados para a criação de uma neuroprótese de fala que muitas pessoas com esse tipo de deficiência poderão usar.”

Num segundo estudo de diferentes investigadores, publicado no mesmo dia na Nature, uma mulher que perdeu a capacidade de falar devido à ELA utilizou outra interface cérebro-computador de produção de fala que traduz a fala pretendida em texto. A interface decodificou sua fala a uma taxa de 62 palavras por minuto, com uma taxa de erro de 23,8% para um vocabulário de 125 mil palavras.

“Agora é possível imaginar um futuro onde possamos restaurar uma conversa fluida para alguém com paralisia, permitindo-lhe dizer livremente o que quiser com uma precisão alta o suficiente para ser compreendido de forma confiável”, Frank Willett, co-autor do livro. segundo artigo e cientista pesquisador da Universidade de Stanford, disse em uma coletiva de imprensa, por Wired.