Um avanço científico de pesquisadores da Universidade de Tel Aviv e do Centro Médico Sourasky de Tel Aviv (Hospital Ichilov) demonstrou que uma pessoa silenciosa pode falar apenas com o pensamento. Em um experimento, um participante silencioso imaginou que estava pronunciando uma de duas sílabas. Eletrodos profundos implantados em seu cérebro transmitiram os sinais elétricos para um computador, que então pronunciou as sílabas.
O estudo foi liderado pelo Dr. Ariel Tankus da Escola de Ciências Médicas e da Saúde da Universidade de Tel Aviv e do Centro Médico Sourasky de Tel Aviv (Hospital Ichilov), juntamente com o Dr. Ido Strauss da Escola de Ciências Médicas e da Saúde da Universidade de Tel Aviv e chefe do Departamento de Neurocirurgia Funcional do Hospital Ichilov.
Os resultados deste estudo pioneiro foram publicados no renomado periódico Neurosurgery, a publicação oficial do Congresso de Neurocirurgiões. Essas descobertas oferecem esperança de que pessoas que estão completamente paralisadas devido a condições como ELA, infarto do tronco cerebral ou lesão cerebral possam recuperar a capacidade de falar voluntariamente.
“O paciente no estudo é um paciente com epilepsia que foi internado no hospital para passar por uma ressecção do foco epiléptico em seu cérebro”, explica o Dr. Tankus. “Para fazer isso, é preciso localizar o foco que é a fonte do ‘curto-circuito’ que envia ondas elétricas fortes através do cérebro. Essa situação afeta um subconjunto menor de pacientes com epilepsia que não respondem bem a medicamentos e precisam de cirurgia neurológica, e um subconjunto ainda menor de pacientes com epilepsia cujo foco suspeito está localizado profundamente no cérebro e não na superfície do córtex cerebral. Para identificar o local exato, eletrodos precisam ser implantados em estruturas profundas de seu cérebro. Em seguida, eles são internados no hospital e aguardam a próxima convulsão. Quando uma convulsão ocorre, os eletrodos mostram aos neurologistas e neurocirurgiões onde está o foco, para que eles possam operar com precisão. Do ponto de vista científico, isso oferece uma oportunidade rara de vislumbrar as profundezas de um cérebro humano vivo. Felizmente, o paciente com epilepsia tratado no Hospital Ichilov concordou em participar do experimento, que, em última análise, poderia ajudar pessoas completamente paralisadas a se expressarem novamente por meio da linguagem artificial.
Na primeira fase do experimento, os pesquisadores da Universidade de Tel Aviv pediram ao paciente, que já tinha eletrodos profundos implantados no cérebro, que pronunciasse duas sílabas em voz alta: /a/ e /e/. Enquanto ele articulava esses sons, eles registraram a atividade cerebral. Usando aprendizado profundo e aprendizado de máquina, os pesquisadores treinaram modelos de inteligência artificial para identificar as células cerebrais específicas cuja atividade elétrica indicava o desejo de dizer /a/ ou /e/. Depois que o computador aprendeu a reconhecer o padrão de atividade elétrica associado a essas duas sílabas no cérebro do paciente, ele foi solicitado a apenas imaginar que estava dizendo /a/ e /e/. O computador então traduziu os sinais elétricos e reproduziu os sons pré-gravados de /a/ ou /e/ de acordo.
“Minha área de pesquisa lida com a codificação e decodificação da fala, ou seja, como células cerebrais individuais estão envolvidas no processo da fala – a produção da fala, a audição da fala e a imaginação da fala ou a ‘fala silenciosa’”, diz o Dr. Tankus. “Neste experimento, pela primeira vez na história, conseguimos conectar as classes de palavras à atividade de células individuais das regiões cerebrais das quais fizemos registros. Isso nos permitiu distinguir entre os sinais elétricos que representam os sons /a/ e /e/. No momento, nossa pesquisa está focada em dois blocos de construção da linguagem, duas sílabas. Claro, nosso objetivo é dominar a linguagem completamente, mas mesmo duas sílabas diferentes podem permitir que uma pessoa completamente paralisada sinalize ‘sim’ e ‘não’. Assim, no futuro, será possível, por exemplo, treinar um computador para um paciente com ELA nos estágios iniciais da doença, enquanto ele ainda pode falar. O computador aprenderia a reconhecer os sinais elétricos no cérebro do paciente, para que ele ainda pudesse interpretar esses sinais mesmo quando o paciente não pudesse mais mover seus músculos. E este é apenas um exemplo. Nosso estudo é um passo importante no desenvolvimento de uma interface cérebro-computador que pode substituir as vias de controle do cérebro para a produção da fala, permitindo que pessoas completamente paralisadas se comuniquem voluntariamente com o ambiente novamente.
O estudo foi apoiado por uma bolsa do Ministério de Inovação, Ciência e Tecnologia de Israel.
