A partir da decodificação de sinais cerebrais, um implante desenvolvido por cientistas da Universidade Duke, nos Estados Unidos, poderá ajudar pessoas a recuperarem a capacidade de se comunicar. A pesquisa foi publicada nesta segunda-feira (6) na revista Nature Communications.
“Há muitos pacientes que sofrem de distúrbios motores debilitantes, como ELA (esclerose lateral amiotrófica) ou síndrome do encarceramento, que podem prejudicar sua capacidade de falar”, diz, em nota, Gregory Cogan, professor de neurologia da Faculdade de Medicina da Duke e um dos principais pesquisadores do projeto. “Mas as ferramentas atuais disponíveis para permitir que eles se comuniquem são, em geral, muito lentas e complicadas.”
Atualmente, a decodificação de fala disponível traduz 78 palavras por minuto, sendo que a capacidade de fala natural de uma pessoa corresponde a 150 palavras por minuto. Por isso, engenheiros, neurocientistas e neurocirurgiões investigaram como fabricar sensores cerebrais de alta intensidade, finos e flexíveis, que pudessem melhorar o desempenho dos implantes atuais.
Os dispositivos fabricados foram testados em quatro pacientes que estavam sendo submetidos a cirurgias cerebrais para outras condições, como tratamento da doença de Parkinson ou remoção de tumores.
“Não queremos acrescentar tempo extra ao procedimento operacional, portanto, tínhamos que entrar e sair em 15 minutos. Assim que o cirurgião e a equipe médica disseram “Vamos!”, entramos em ação rapidamente e o paciente realizou a tarefa”, disse Cogan.
As atividades do teste envolviam ouvir diversas palavras sem sentido, como “gak”, e repeti-las em voz alta enquanto o dispositivo registrava a atividade do córtex motor da fala dos pacientes e coordenava quase 100 músculos que movem lábios, língua, mandíbula e laringe.
Os dados neurais e de fala foram inseridos em um algoritmo de aprendizado de máquina (do inglês, machine learning) para analisar a precisão com que ele poderia prever o som emitido com base apenas nos registros da atividade cerebral. No geral, o decodificador foi preciso em 40% dos testes.
Ele acertou 84% das vezes o som do “g” quando ele era o primeiro de uma sequência de três letras que compunham uma palavra sem sentido. Mas o algoritmo não foi tão preciso ao analisar sons no meio ou no final das palavras e teve dificuldade de distinguir sons semelhantes, como as letras “p” e “b”.
O desempenho dos decodificadores depende do número de sensores de atividade cerebral que podem ser fundidos em um pedaço de material tão fino quanto papel sobre a superfície do órgão. Quanto menor o número de sensores, menor é a quantidade de informações decifráveis. O novo implante foi desenvolvido a partir do empacotamento de 256 sensores microscópicos em um plástico flexível do tamanho de um selo postal.
Além disso, decodificadores semelhantes a esse precisam de horas ou dias de informação cerebral para extrair as informações, ao passo que o novo implante trabalhou com 90 segundos de dados falados no teste que durou 15 minutos.
Os pesquisadores agora buscam criar uma versão sem fio do dispositivo, que ainda não tem previsão de ser comercializado. “Você poderá se movimentar e não precisará ficar preso a uma tomada elétrica, o que é realmente empolgante”, acrescentou Cogan.
