Uma varredura cerebral (de cor artificial) produzida por ressonância magnética. Crédito: KH Fung/Science Photo Library
Um implante cerebral pode decodificar a conversa interna de uma pessoa – mas o dispositivo funciona apenas se o usuário pensar em uma senha predefinida1.
O dispositivo de leitura mental, ou interface cerebral-computadora (BCI), decifrou com precisão até 74% das sentenças imaginadas. O sistema começou a decodificar o discurso interno dos usuários – o diálogo silencioso na mente das pessoas – somente quando eles pensavam em uma palavra -chave específica. Isso garantiu que o sistema não traduzisse acidentalmente frases que os usuários preferem manter para si mesmos.
O estudo, publicado em Célula Em 14 de agosto, representa um “passo tecnicamente impressionante e significativo” para o desenvolvimento de dispositivos BCI que decodificam com precisão o discurso interno, diz Sarah Wandelt, engenheiro neural do Feinstein Institutes for Medical Research em Manhasset, Nova York, que não esteve envolvido no trabalho. O mecanismo de senha também oferece uma maneira direta de proteger a privacidade dos usuários, um recurso crucial para uso do mundo real, adiciona Wandelt.
Evitando escutas
Os sistemas BCI traduzem sinais cerebrais em texto ou áudio e se tornaram ferramentas promissoras para restaurar a fala em pessoas com paralisia ou controle muscular limitado. A maioria dos dispositivos exige que os usuários tentem falar em voz alta, o que pode ser cansativo e desconfortável. No ano passado, Wandelt e seus colegas desenvolveram o primeiro BCI para decodificar a fala interna, que se baseava em sinais no giro supramarginal, uma região cerebral que desempenha um papel importante na fala e na linguagem2.
Um participante do estudo que tem problemas para falar claramente por causa de um derrame usa a interface cérebro -computador.Crédito: Emory Braingate Team
Mas há o risco de que esses BCIs de fala interna possam decodificar acidentalmente sentenças que os usuários nunca pretendiam pronunciar, diz Erin Kunz, engenheiro neural da Universidade de Stanford, na Califórnia. “Queríamos investigar isso com robustez”, diz Kunz, que é co-autor do novo estudo.
Primeiro, Kunz e seus colegas analisaram sinais cerebrais coletados por microeletrodos colocados no córtex motor – a região envolvida em movimentos voluntários – de quatro participantes. Todos os quatro têm problemas para falar, um por causa de um derrame e três por causa da doença dos neurônios motores, uma degeneração dos nervos que leva à perda de controle muscular. Os pesquisadores instruíram os participantes a tentarem dizer um conjunto de palavras ou imaginar dizendo -lhes.
As gravações da atividade cerebral dos participantes mostraram que a tentativa e a fala interna se originaram na mesma região do cérebro e geraram sinais neurais semelhantes, mas os associados à fala interna eram mais fracos.
O implante cerebral traduz pensamentos para a fala em um instante
Em seguida, Kunz e seus colegas usaram esses dados para treinar modelos de inteligência artificial para reconhecer os fonemas, as menores unidades de fala, nas gravações neurais. A equipe usou modelos de idiomas para costurar esses fonemas para formar palavras e frases em tempo real, extraídas de um vocabulário de 125.000 palavras.
O dispositivo interpretou corretamente 74% das sentenças imaginadas por dois participantes que foram instruídos a pensar em frases específicas. Esse nível de precisão é semelhante ao do BCI anterior da equipe para tentativa de discurso, diz Kunz.