Cientistas desenvolvem prótese revolucionária que traduz sinais cerebrais em palavras

Os cientistas desenvolveram uma prótese que pode traduzir sinais cerebrais em palavras faladas.

A descoberta, desenvolvida por uma equipe de pesquisadores da Duke University, nos Estados Unidos, vem na forma de um implante cérebro-computador e foi considerada um salto extraordinário para a neurociência.

Espera-se que a invenção possa revolucionar a comunicação para pessoas com distúrbios neurológicos que prejudicam a fala ou com condições como esclerose lateral amiotrófica (ELA) e síndrome do encarceramento, ajudando-as a se comunicarem sem esforço usando o implante.

Revolucionando as ferramentas de fala

Liderado pelo neurologista Gregory Cogan, da Faculdade de Medicina da Universidade Duke, e por uma equipe de pesquisadores, o dispositivo atende à necessidade urgente de meios de comunicação mais eficientes para pessoas com distúrbios motores.

"Há muitos pacientes que sofrem de distúrbios motores debilitantes, como a ELA, que podem prejudicar a capacidade de falar", disse Cogan. "Mas as ferramentas atuais disponíveis para permitir a comunicação são geralmente muito lentas e complicadas", acrescentou.

Cogan observou que as ferramentas de decodificação de fala atualmente disponíveis são complicadas, oferecendo uma velocidade máxima de cerca de 78 palavras por minuto, enquanto a fala humana típica é de cerca de 150 palavras por minuto. A lacuna se deve em grande parte às limitações no número de sensores de atividade cerebral.

Para resolver isso, Cogan colaborou com Jonathan Viventi, especialista em engenharia biomédica da Duke, para criar um conjunto de sensores cerebrais de alta densidade, ultrafino e flexível. Este novo sensor, do tamanho de um selo postal, abriga 256 sensores microscópicos, capazes de distinguir as atividades dos neurônios como meros grãos de areia.

A aplicação da equipe no mundo real envolveu uma operação rápida, semelhante à de uma equipe de pit NASCAR, na sala de cirurgia. Pacientes submetidos a cirurgia cerebral para outras condições, como tratamento da doença de Parkinson ou remoção de tumor, foram recrutados para o projeto. Dentro de uma janela apertada de 15 minutos, os pacientes realizaram uma tarefa de ouvir e repetir palavras sem sentido enquanto o dispositivo registrava a atividade do córtex motor da fala do cérebro.

O estudo então envolveu alimentar dados neurais e de fala em um algoritmo de aprendizado de máquina. Notavelmente, o decodificador demonstrou 84% de precisão para determinados sons e 40% de precisão geral. Este desempenho impressionante baseia-se em apenas 90 segundos de dados falados, uma melhoria significativa em relação às tecnologias existentes que requerem períodos de coleta de dados muito mais longos.

Este desenvolvimento promissor está avançando graças a uma recente doação dos Institutos Nacionais de Saúde. No futuro, a equipe de pesquisa planeja desenvolver uma versão sem fio do dispositivo para melhorar a mobilidade dos usuários.