Uma neuroprótese permite que uma pessoa com ELA "fale" e "cante" em tempo real.

Uma das consequências devastadoras da esclerose lateral amiotrófica (ELA) é a incapacidade de comunicação daqueles que a sofrem. Presos dentro de seus próprios corpos e incapazes de se comunicar, é como alguns pacientes descrevem a doença.

Embora não existam tratamentos capazes de reverter ou aliviar a doença, felizmente, a tecnologia está tentando aliviar o confinamento dessas pessoas por meio da tecnologia. Essa tecnologia pioneira permitiu que uma pessoa com ELA falasse em tempo real.

Até agora, os sistemas utilizados eram semelhantes aos de mensagens de texto. O novo sistema, apresentado na revista Nature , permite conversas mais naturais.

Embora este seja apenas um caso — o participante está inscrito no ensaio clínico BrainGate2 na UC Davis Health — sua capacidade de se comunicar por meio de um computador foi possibilitada por uma interface cérebro-computador (ICC) experimental. A nova tecnologia consegue traduzir instantaneamente a atividade cerebral em fala quando uma pessoa tenta falar, criando efetivamente um trato vocal digital.

O sistema permitia que o paciente "falasse" com sua família através de um computador em tempo real, mudasse sua entonação e "cantasse" melodias simples.

Sergey Stavisky, autor principal do artigo, compara isso a uma chamada de voz em tempo real. Dessa forma, os usuários de neuropróteses poderão participar mais ativamente de uma conversa. Por exemplo, poderão interrompê-los, e será menos provável que outros os interrompam acidentalmente, disse Stavisky.

A decodificação dos sinais cerebrais está no centro das novas tecnologias

A interface cérebro-computador (BCI) investigacional consiste em quatro conjuntos de microeletrodos implantados cirurgicamente na região do cérebro responsável pela produção da fala.

Os dispositivos registram a atividade dos neurônios no cérebro e a enviam para computadores que interpretam os sinais para reconstruir a voz.

"A principal barreira para sintetizar a fala em tempo real era não saber exatamente quando e como a pessoa com perda de fala estava tentando falar", diz Maitreyee Wairagkar, primeira autora do estudo. "Nossos algoritmos mapeiam a atividade neural para os sons desejados a cada momento. Isso nos permite sintetizar as nuances da fala e dar ao participante controle sobre a cadência de sua voz BCI."

A interface cérebro-computador foi capaz de traduzir os sinais neurais do participante do estudo em fala audível, reproduzida por um alto-falante muito rapidamente: um quadragésimo de segundo. Esse breve atraso é semelhante ao que uma pessoa experimenta ao falar e ouvir a própria voz.

A tecnologia também permitiu que o participante dissesse novas palavras (palavras que o sistema ainda não conhecia) e usasse interjeições. Ele conseguiu modular a entonação de sua voz gerada por computador para fazer uma pergunta ou enfatizar palavras específicas em uma frase.

O participante também deu passos para variar o tom cantando melodias simples e curtas.

O processo de tradução instantânea da atividade cerebral em fala sintetizada é facilitado por algoritmos avançados de inteligência artificial.

Os autores explicam que os algoritmos do novo sistema foram treinados com dados coletados enquanto o participante era solicitado a tentar pronunciar frases exibidas na tela do computador. Isso forneceu aos pesquisadores informações sobre o que o participante estava tentando dizer.

"Nossa voz é parte do que nos define como pessoas. Perder a capacidade de falar é devastador para pessoas que vivem com condições neurológicas", diz David Brandman, o neurocirurgião que realizou o implante no participante.

Os resultados desta pesquisa oferecem esperança para aqueles que querem falar, mas não conseguem. No entanto, os pesquisadores observam que, embora as descobertas sejam promissoras, as neuropróteses que convertem o cérebro em fala ainda estão em estágios iniciais.