Neuroprótese permite paciente com paralisia dizer frases ao imaginá-las

Cientistas da Universidade da Califórnia construíram um dispositivo que permite pacientes com paralisia vocal soletrarem mensagens utilizando apenas a sua intenção de falar as palavras. Até o momento, a máquina em questão foi testada em apenas um paciente, mas sua grande eficiência promete um produto final que poderá mudar a vida de todos que perderam a habilidade de se comunicar com a fala.

Quem não consegue mais falar para se comunicar tem uma condição conhecida como anartria, que pode ser causada por uma série de doenças neurológicas, como a esclerose lateral amiotrófica (ELA), doença famosa por ter acometido o físico Stephen Hakwing, ou por dano cerebral. Pacientes com anartria podem ter dificuldades para se comunicar com familiares, cuidadores e amigos, e podem ter outros tipos de paralisia que os impede de utilizar dispositivos de assistência.

Neuropróteses e a anartria

Para ajudar quem sofre da condição, há uma área da tecnologia que busca substituir algumas das funções do sistema nervoso através de neuropróteses. O participante do estudo em questão, por exemplo, tem 36 anos e utiliza uma neuroprótese controlada por pequenos movimentos da cabeça, o que permite que se comunique. Ele desenvolveu anartria e fraqueza muscular severa nos 4 membros após um derrame no tronco encefálico.

Um novo aparelho, desenvolvido na atual pesquisa americana, não se baseia mais nos movimentos da cabeça, mas sim na busca de impulsos nervosos captados por eletrodos implantados no crânio e ligados a um computador, formando uma interface cérebro-computador (BCI, da sigla em inglês). Assim, os sinais cerebrais do paciente podem ser decifrados, mostrando as palavras que ele tenta falar em uma tela.

Dispositivos BCI não são novidade por si só: eles já foram usados para que pacientes anártricos pudessem escrever mensagem ao imaginar que as estavam escrevendo, ou para que conseguissem mover membros paralisados. O paciente do estudo, inclusive, já havia colaborado com a mesma equipe para decodificar sua fala quando ele tentava se expressar em voz alta. Como isso pode não ser confortável ou possível para todos os pacientes com paralisia, foi buscada uma solução que envolvia tentativas silenciosas de falar.

Esquema demonstrando o funcionamento do aparelho que permite um paciente com anartria soletrar palavras (Imagem: Metzger et al./Nature Communications)
Esquema demonstrando o funcionamento do aparelho que permite um paciente com anartria soletrar palavras (Imagem: Metzger et al./Nature Communications)

Para isso, foi utilizado um algoritmo de aprendizagem profunda, treinado para decifrar palavras únicas do alfabeto latino quando o participante tentava soletrar a palavra a partir do alfabeto fonético da OTAN: para dizer "Bom dia", por exemplo, o paciente deveria tentar falar Bravo/Oscar/Mike/Delta/India/Alpha. Para sinalizar que a mensagem terminou de ser soletrada, ele deveria tentar apertar a mão direita.

Com um vocabulário de 1.152 palavras, o aparelho conseguiu produzir frases a uma velocidade de 29,4 caracteres por minuto, com uma taxa de erros de 6,13%. Quando o experimento foi expandido para um vocabulário maior, de 9.000 palavras, a taxa de erro foi de 8,23%. Segundo os cientistas, ainda há muito trabalho a ser feito para reproduzir os resultados com outros pacientes, mas há otimismo acerca do novo método.

Fonte: Canaltech

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