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Tencent Technology News, 16 de agosto, de acordo com relatos da mídia estrangeira, em um experimento que superou as expectativas, os médicos implantaram um dispositivo de interface cérebro-computador no cérebro de Harrell, um paciente com ELA, e capturaram com sucesso o que ele estava tentando expressar linguística. intenção. A tecnologia avançada de inteligência artificial foi então usada para gerar uma saída extremamente próxima da voz original de Harrell, uma conquista que trouxe uma nova esperança aos pacientes com distúrbios de comunicação da fala.

Implantes cerebrais oferecem esperança para pessoas com ELA que perdem a capacidade de falar

A esclerose lateral amiotrófica (ELA), também conhecida como esclerose lateral amiotrófica, afeta as células nervosas que controlam o movimento por todo o corpo. A doença faz com que os pacientes percam gradualmente a capacidade de ficar em pé, andar e usar os membros. Às vezes, também pode fazer com que os pacientes percam o controle dos músculos usados ​​para a fala e, portanto, a capacidade de se comunicar verbalmente.

Quando Casey Harrell contraiu ELA há quatro anos, ele gradualmente perdeu a capacidade de interagir intimamente com sua esposa e filha - desde caminhar com sua esposa, segurando sua filha nos braços, até simplesmente virar as páginas de um livro. Sua esposa, Levana Saxon, descreveu a doença como um “ladrão noturno”, roubando-lhe tudo silenciosamente.

Para Harrell, então com 46 anos, nada foi mais doloroso do que perder a capacidade de falar. Antes disso, ele cantou uma última canção de ninar calorosa para sua filha e cantou clássicos de Whitney Houston pela última vez no karaokê. Terminei minha última apresentação independente do Zoom em minha carreira como ativista climática.

No entanto, houve uma mudança repentina para melhor em julho do ano passado. Uma equipe de médicos da Universidade da Califórnia, em Davis, implantou cirurgicamente eletrodos no cérebro de Harrell para decodificar seus pensamentos e restaurar sua capacidade de comunicação verbal. A mudança faz dele o mais recente sujeito de teste em um campo científico de ponta que está atraindo uma série de empresas bem financiadas, incluindo a Neuralink de Elon Musk, que estão trabalhando juntas para conectar o cérebro humano diretamente aos computadores.

Num relatório encorajador publicado recentemente no New England Journal of Medicine, os investigadores observam que os resultados experimentais de Harrell excederam em muito as expectativas, estabelecendo um novo padrão para descodificadores de fala implantáveis ​​e destacando os benefícios de tais dispositivos para distúrbios da fala.

Embora Edward Chang, especialista em neurocirurgia da Universidade da Califórnia, em São Francisco, não tenha estado diretamente envolvido no tratamento de Harrell, como pioneiro no campo dos implantes de voz, ele lamentou: “Este é sem dúvida um desenvolvimento emocionante”, enfatizou. alguns anos atrás, esse tipo de tecnologia ainda era apenas uma imaginação de ficção científica, mas agora foi “rapidamente iterada e melhorada dia após dia”.

Pode reconhecer 6.000 palavras com uma precisão de 97,5%

A equipe de tratamento implantou quatro conjuntos de eletrodos, que parecem pequenas placas ungueais, no córtex cerebral de Harrell. Isso foi o dobro de outro estudo recente de implantes na área da fala de pacientes com ELA. Cada vez que Harrell tenta produzir um som através de movimentos sutis de seus lábios, mandíbula e língua, as 64 pontas de cada conjunto capturam com precisão pulsos de sinais elétricos dos neurônios para fornecer suporte para decodificar sua intenção.

Três semanas após a cirurgia, uma equipe de cientistas se reuniu na sala de estar de Harrell em Oakland, Califórnia, para realizar uma "cerimônia de plug-in" sem precedentes - conectando perfeitamente os delicados implantes a uma série de computadores de alta tecnologia usando cabos inteligentes. conectado a dois pilares de metal que se estendem do crânio de Harrell.

Após um breve treinamento em informática, o sistema dominou rapidamente os padrões de fala de Harrell, e o implante imediatamente se destacou em um teste de 50 palavras, registrando e analisando suas intenções com 99,6% de precisão.

Este efeito surpreendente forçou os cientistas a reexaminar o seu percurso de investigação e até a eliminar uma fase pré-determinada do processo de análise preliminar. Quando Harrell tentou perguntar “Qual é a utilidade?” pela primeira vez, embora sua voz tremesse de excitação, seu sorriso não conseguiu esconder as lágrimas. Essa cena se tornou um momento marcante.

Para os observadores, as palavras “como” e “bom” na boca de Harrell ainda podem não ser claras, mas para os eletrodos que penetram profundamente nos neurônios de seu cérebro e estão intimamente conectados a eles, essas palavras são muito claras. Na tela, palavra por palavra, ele refletia com precisão as palavras que sempre quis expressar no fundo de seu coração.

O dispositivo contorna habilmente os músculos faciais limitados pela doença de Harrell e, em vez disso, atinge diretamente seu córtex motor, onde os comandos verbais se originam. Sergey Stavisky, pioneiro em neurociência da Universidade da Califórnia, Davis, disse: “O principal avanço é implantar com precisão matrizes mais sofisticadas no centro de linguagem do cérebro, alcançando uma precisão sem precedentes”.

No dia seguinte, o sistema demonstrou a sua capacidade surpreendente, sendo capaz de reconhecer mais de 125.000 palavras com uma precisão de 90%, e pela primeira vez construiu com sucesso uma frase que Harrell estava a pensar e a expressar de forma completamente autónoma. O que é ainda mais surpreendente é que essas frases são transmitidas em uma voz próxima da do próprio Harrell, graças à simulação aprofundada da equipe de pesquisa e à restauração de suas características de fala pré-doença usando entrevistas de podcast e gravações antigas.

“Estou procurando uma chita”, disse Harrell certa vez durante uma rede de ensaios clínicos co-liderada pelo Dr. Leigh Hochberg, neurocientista da Brown University e do Departamento de Assuntos de Veteranos. sua segunda declaração espontânea, e sua singularidade até levou a equipe de pesquisa a revisar o vídeo, o que acabou sendo confirmado como um desvio sutil no processo de decodificação.

No entanto, esta frase inesperada “Estou procurando uma chita” enviou silenciosamente um sinal importante ao médico na sala: o implante foi capaz de capturar os fragmentos de linguagem mais personalizados de Harrell – descobriu-se que era sua filha Aya (Aya) acaba de voltar para casa depois de vestir um macacão de chita, inspirando o desejo de seu pai de participar de suas fantasias infantis. Então, Harrell continuou: “Minha linda filha, há muito tempo que espero por este momento”.

À medida que os cientistas continuam a treinar e otimizar o sistema, a sua capacidade de reconhecer a voz de Harrell tornou-se cada vez mais notável. A pesquisa mostra que durante um período de oito meses, Harrell falou com sucesso quase 6.000 palavras únicas, enquanto o dispositivo manteve uma taxa de precisão de 97,5%, que excedeu o desempenho de muitos aplicativos de transcrição de voz de smartphones. Em comparação com pesquisas anteriores, alcançou um desempenho qualitativo. salto. Em estudos anteriores, a precisão do reconhecimento do implante era de apenas 75%, o que significa que uma em cada quatro palavras poderia ser mal interpretada.

ChatGPT dá atendimento e a forma de falar fica mais formal

Embora dispositivos como o Neuralink possam auxiliar no controle do cursor, o implante de Harrell o levou a um nível mais amplo e complexo de comunicação linguística. David Brandman, neurocirurgião que realizou a cirurgia de Harrell, disse: "Esta tecnologia evoluiu de uma demonstração científica para uma ferramenta cotidiana que permite a Casey (Harrell) se comunicar sem problemas todos os dias. Conversas com amigos e familiares."

Este salto deve-se em parteBate-papoGPTe outra assistência de modelos avançados de linguagem de inteligência artificial. O implante de Harrell pode capturar instantaneamente a atividade dos neurônios e converter com precisão os padrões de disparo em vogais e consoantes. O computador então agrega habilmente esses fragmentos sonoros em palavras e então constrói frases, garantindo que o conteúdo de saída esteja mais próximo da verdadeira intenção de Harrell.

Numa entrevista recente, Harrell demonstrou este processo em primeira mão: durante longas pausas, o computador entrelaçava os seus pensamentos em frases no silêncio, e ele ajustava as palavras através do ecrã, eventualmente orientando-se para emitir o som. Porém, os sons decodificados de Harrell parecem mais formais, devido à tendência do sistema de gerar sentenças completas. A equipe de pesquisa está trabalhando na otimização do algoritmo de inteligência artificial para capturar e apresentar com mais precisão as frases únicas e usadas de forma incomum de Harrell, tornando a comunicação mais natural e suave.

Este novo papel pareceu desbloquear o eu que estava escondido há muito tempo para Harrell. Ele e seu parceiro recuperaram o riso e compartilharam a alegria da vida. Harrell disse profundamente que, assim como aprender um novo idioma pode estimular traços de personalidade ocultos, seu decodificador de fala também lhe permitiu recuperar aqueles elementos de personalidade que haviam desaparecido gradualmente devido à doença, mesmo que estivessem ligeiramente deformados entre as conversões digitais, então a autenticidade permanece.

Ele mencionou que o dispositivo ocasionalmente capturava e reproduzia seu antigo tom. Aquelas palavras familiares como "E aí?" fluíam de sua antiga voz, o que o fazia rir e dizer: "Eu amo essa cena".

Além disso, o implante cerebral também ampliou a dimensão de expressão de Harrell na comunicação e também afetou o feedback de suas palavras por parte das pessoas ao seu redor. Agora, ele pode expressar livremente seu amor por sua filha Aya, de cinco anos, e essa transferência de amor também a incentiva a se abrir mais com ele.

Harrell também revelou que a equipe médica que o visitou no passado muitas vezes interpretou mal seu distúrbio de fala como sendo causado por um defeito intelectual ou auditivo, embora a realidade estivesse longe disso. Agora, eles não apenas voltaram a se comunicar em um volume normal, mas também estão mais delicados e respeitosos ao se tocar. A este respeito, embora Harrell se sentisse impotente por ter de se submeter a uma cirurgia cerebral em troca desta mudança, "mas optei por deixar ir".

O implante também inspirou o desejo de Harrell de retornar à vida social e seu desejo de se reconectar com velhos amigos distantes, amizades que haviam se afastado devido à preocupação e à timidez. Desta vez, disse Harrell, ele “se reuniria com eles de uma forma que fosse aceitável para eles”, superando assim a barreira de longa data da falta de palavras. “Isso me ensinou sobre o perdão”, disse ele. “Estou ansioso para dizer a eles que está tudo bem e que agora é hora de fazer as pazes”.

No futuro, poderá ser adequado para pacientes com paralisia grave

Há dúvidas sobre se o implante funcionará em pacientes com paralisia mais grave. Afinal, embora as habilidades linguísticas de Harrell estivessem um tanto degradadas, elas não foram completamente perdidas, aumentando a complexidade do estudo.

Além disso, embora esta tecnologia tenha demonstrado uma utilidade significativa, não aliviou eficazmente o fardo financeiro colocado sobre os pacientes com ELA e suas famílias. A esposa de Harrell revelou que as companhias de seguros só cobririam o custo dos cuidados se o paciente recebesse cuidados paliativos ou parasse de trabalhar e se qualificasse para o Medicaid, uma situação que sem dúvida exacerbou a frustração de outros pacientes ao renunciarem a tratamentos que prolongam a vida.

Melanie Fried-Oken, professora de neurologia na Oregon Health and Science University, destacou que é este mecanismo económico que inadvertidamente exacerba a tendência de empobrecimento das pessoas com deficiência e limita o seu acesso e benefícios das oportunidades em tecnologias médicas de ponta, como implantes .

Para Harrell, viver num mundo onde a tecnologia pode ligar computadores e cérebros, mas não consegue resolver os problemas financeiros mais prementes, é uma experiência emocionalmente complexa. Ele disse sem rodeios: “Sinto-me com sorte e com raiva ao mesmo tempo!”

Na entrevista, Harrell falou sobre a melhora significativa na eficiência e independência no trabalho após a cirurgia, o que não só o deixou orgulhoso, mas também fortaleceu sua determinação em ajudar a promover o implante. Antes de ligar o dispositivo todas as manhãs, Harrell sempre espera acordar o sistema com uma frase de teste especial, geralmente uma letra enterrada no fundo de seu coração.

Os cientistas estão trabalhando duro para transformar esse sonho em realidade. Antes disso, Harrell tentava “acordar” o implante com uma melodia cantando todos os dias. Recentemente, ele selecionou uma música clássica de uma banda de Chicago, da qual gostou particularmente, e muitas vezes recitava afetuosamente para sua esposa: "Se você me deixar agora, você tirará a parte mais preciosa da minha vida." /Cervo Dourado)