Implante cerebral traduz pensamentos em fala em um instante

Um implante de leitura cerebral que traduz sinais neurais em fala audível permitiu que uma mulher com paralisia ouvisse o que pretendia dizer quase instantaneamente.

Os pesquisadores aprimoraram o dispositivo — conhecido como interface cérebro-computador (BCI) — com algoritmos de inteligência artificial (IA) que decodificavam frases conforme a mulher pensava nelas e então as falavam em voz alta usando uma voz sintética. Diferentemente de esforços anteriores , que podiam produzir sons somente depois que os usuários terminassem uma frase inteira, a abordagem atual pode detectar palavras simultaneamente e transformá-las em fala em três segundos.

As descobertas, publicadas na Nature Neuroscience em 31 de março ^, representam um grande passo em direção a BCIs de uso prático.

BCIs geradoras de fala mais antigas são semelhantes a “uma conversa do WhatsApp”, diz Christian Herff, um neurocientista computacional da Universidade de Maastricht, na Holanda, que não estava envolvido no trabalho. “Eu escrevo uma frase, você escreve uma frase e precisa de algum tempo para escrever uma frase novamente… Simplesmente não flui como uma conversa normal.”

BCIs que transmitem fala em tempo real são “o próximo nível” em pesquisa porque permitem que os usuários transmitam o tom e a ênfase que são característicos da fala natural, ele acrescenta.

Leitor de sinais cerebrais

A participante do estudo, Ann, perdeu a capacidade de falar após um derrame no tronco cerebral em 2005. Cerca de 18 anos depois, ela passou por uma cirurgia para colocar um retângulo fino como papel contendo 253 eletrodos na superfície do córtex cerebral. O implante pode registrar a atividade combinada de milhares de neurônios ao mesmo tempo.

Os pesquisadores personalizaram a voz sintética para soar como a voz de Ann antes do ferimento, treinando algoritmos de IA em gravações de seu vídeo de casamento.

Durante o último estudo, Ann silenciosamente pronunciou 100 frases de um conjunto de 1.024 palavras e 50 frases que apareceram em uma tela. O dispositivo BCI capturou seus sinais neurais a cada 80 milissegundos, começando 500 milissegundos antes de Ann começar a dizer silenciosamente as frases. Ele produziu entre 47 e 90 palavras por minuto (a conversa natural acontece em torno de 160 palavras por minuto).

Os resultados representam uma melhoria significativa em comparação com uma versão mais antiga da tecnologia que Ann testou em um estudo anterior ² e com o atual dispositivo de comunicação assistente que ela usa, que leva mais de 20 segundos para transmitir uma única frase.

Herff diz que, embora o BCI funcione para frases curtas, ele ainda opera com “um atraso bem grande” em comparação com uma conversa natural. Estudos ³ mostram que, “quando o atraso é maior que 50 milissegundos, ele começa a realmente confundir você”, ele acrescenta.

“É aqui que estamos agora”, diz o coautor do estudo Edward Chang, um neurocirurgião da Universidade da Califórnia, em São Francisco. “Mas você pode imaginar, com mais sensores, com mais precisão e com processamento de sinal aprimorado, essas coisas só vão mudar e melhorar.”

doi: https://doi.org/10.1038/d41586-025-01001-6

Fonte: Nature