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Um estudo mais recente mostra que, com o apoio da tecnologia de inteligência artificial, a tecnologia de interface cérebro-computador fez progressos significativos.

Médicos da Universidade da Califórnia, em Davis, implantaram eletrodos na camada externa do cérebro do paciente com esclerose lateral amiotrófica (ELA), Casey Harrell, para decifrar o que ele está tentando dizer. Os investigadores descobriram que os resultados do tratamento superaram as expectativas, estabelecendo uma nova referência para descodificadores de fala implantados e demonstrando o poder potencial destes dispositivos para pessoas com deficiências de fala.

A ELA é uma doença neurodegenerativa progressiva que afeta o sistema nervoso. Afeta as células nervosas (neurônios motores) que controlam o movimento muscular voluntário, fazendo com que os músculos enfraqueçam e atrofiem gradualmente, fazendo com que o paciente perca a capacidade de andar, falar, engolir e até respirar. À medida que a doença progride, os músculos que controlam a fala e a deglutição são gradualmente danificados, resultando em fala arrastada. A fraqueza e a atrofia dos músculos das mãos também dificultam a expressão dos pacientes em palavras, levando eventualmente à deterioração da capacidade de fala.

De acordo com relatos da mídia, a equipe de tratamento de Harrell implantou cirurgicamente quatro conjuntos de eletrodos, que parecem pequenas camas de pregos, na camada externa de seu cérebro. Isto é o dobro do número implantado nas áreas de linguagem de pacientes com ELA anteriormente em outro estudo. As 64 sondas de cada conjunto capturaram sinais elétricos dos neurônios enquanto Harrell tentava mover os lábios, mandíbula e língua para falar.

Três semanas após a cirurgia, os pesquisadores conectaram com sucesso o implante a uma série de computadores por meio de fios presos a dois postes de metal no crânio de Harrell.

Depois que o computador aprendeu brevemente a fala de Harrell, o dispositivo começou a gravar o que ele queria dizer em 50 palavras com 99,6% de precisão.

Os pesquisadores dizem que o dispositivo realmente contorna a doença de Harrell, contando não com os músculos faciais enfraquecidos, mas com a parte do córtex motor do cérebro que inicialmente formula instruções para falar.

“A principal inovação é direcionar mais matrizes com muita precisão para as regiões do cérebro que podemos achar que são mais expressivas da linguagem”, disse Sergey Stavisky, neurocientista da Universidade da Califórnia, em Davis, que liderou o estudo.

No segundo dia de testes, o dispositivo foi capaz de cobrir 125 mil palavras com 90% de precisão e, pela primeira vez, gerou frases escritas pelo próprio Harrell. Além do mais, o dispositivo pronunciou as frases com uma voz muito parecida com a sua: usando entrevistas em podcast e outras gravações antigas, os pesquisadores usaram a IA para imitar profundamente a voz de Harrell antes de ele adoecer.

À medida que os pesquisadores continuaram a treinar o dispositivo para reconhecer sua voz, ele ficou cada vez melhor.O estudo relata que durante oito meses, Harrell pronunciou quase 6.000 palavras diferentes. A precisão do aparelho permanece em 97,5%.

Essa pontuação excede a precisão de muitos aplicativos de telefone que transcrevem fala. Também marca uma melhoria em relação a estudos anteriores, nos quais o implante tinha cerca de 75% de precisão, com uma em cada quatro palavras susceptíveis de serem mal interpretadas.

E, ao contrário do dispositivo Neuralink de interface cérebro-computador de Musk, que ajuda as pessoas a mover o cursor em uma tela, o implante de Harrell permite que ele explore áreas infinitamente maiores e mais complexas da fala, que os pesquisadores dizem ser algo que os pacientes podem usar todos os dias. comunicar-se com familiares e amigos.

Os pesquisadores dizem que essa conquista se deve em parte aos modelos de inteligência artificial usados ​​em ferramentas de linguagem como o ChatGPT.A qualquer momento, o implante de Harrell capta a atividade de um grupo de neurônios, traduzindo seus padrões de disparo em unidades sonoras de vogais ou consoantes. O computador então agrega uma sequência desses sons em uma palavra e uma sequência de palavras em uma frase, escolhendo a saída que eles acham que tem maior probabilidade de corresponder ao que Harrell está tentando dizer.

No entanto, não está claro se os mesmos implantes seriam igualmente úteis em pacientes com paralisia mais grave. Porque, embora a capacidade de fala de Harrell tenha se deteriorado, ela não desapareceu. Além disso, embora este conjunto de tecnologias tenha efeitos significativos, é caro e não pode ser coberto pela maioria dos seguros, tornando-o inacessível para as pessoas comuns.