O novo dispositivo cerebral é o primeiro a ler o discurso interno

O novo dispositivo cerebral é o primeiro a ler o discurso interno

Por Emma R. Hasson editado por Allison Parshall

Depois de um caule cerebral AVC Deixou-o quase totalmente paralisado nos anos 90, o jornalista francês Jean-Dominique Bauby escreveu um livro sobre suas experiências-letras por carta, piscando o olho esquerdo em resposta a um ajudante que recitou repetidamente o alfabeto. Hoje, as pessoas com condições semelhantes geralmente têm muito mais opções de comunicação. Alguns dispositivos, por exemplo, rastreiam movimentos oculares ou Outros pequenos músculos contraria Para permitir que os usuários selecionem palavras em uma tela.

E na vanguarda desse campo, os neurocientistas desenvolveram mais recentemente implantes cerebrais que podem transformar sinais neurais diretamente em palavras inteiras. Esses Interfaces de computador cerebral (BCIs) Exija em grande parte que os usuários tentem fisicamente falar, e isso pode ser um processo lento e cansativo. Mas agora um novo desenvolvimento em próteses neurais muda que, Permitir que os usuários se comuniquem simplesmente pensando o que eles querem dizer.

O novo sistema depende de boa parte da mesma tecnologia que a mais comum Dispositivos de “tentativa de fala”. Ambos usam sensores implantados em uma parte do cérebro chamada córtex motor, que envia comandos de movimento para o trato vocal. A ativação cerebral detectada por esses sensores é então alimentada em um modelo de aprendizado de máquina para interpretar quais sinais cerebrais correspondem a quais sons para um usuário particular person. Em seguida, ele usa esses dados para prever qual palavra o usuário está tentando dizer.

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Mas o córtex motor não apenas acende quando tentamos falar; também está envolvido, em menor grau, em imaginado discurso. Os pesquisadores aproveitaram isso para desenvolver seu dispositivo de decodificação de “discurso interno” e publicaram os resultados na quinta -feira em Célula. A equipe estudou três pessoas com esclerose lateral amiotrófica (ELA) e uma com um golpe de caule cerebral, todos os quais haviam implantado os sensores. Usando esse novo sistema de “discurso interno”, os participantes precisavam apenas pensar em uma frase que eles queriam dizer e apareceria em uma tela em tempo actual. Enquanto decodificadores de fala internos anteriores eram limitado a apenas um punhado de palavras, O novo dispositivo permitiu que os participantes extraíssem de um dicionário de 125.000 palavras.

“Como pesquisadores, nosso objetivo é encontrar um sistema confortável (para o usuário) e idealmente atinge uma habilidade naturalista”, diz a principal autora Erin Kunz, pesquisadora de pós -doutorado que está desenvolvendo próteses neurais na Universidade de Stanford. Pesquisas anteriores descobriram que “tentar falar fisicamente period cansativo e que também havia limitações de velocidade inerentes”, diz ela. Tentativa de dispositivos de fala como o usado no estudo exigem que os usuários inspirem como se estivessem realmente dizendo as palavras. Mas, devido à respiração prejudicada, muitos usuários precisam de várias respirações para concluir uma única palavra com esse método. Tentar falar também pode produzir ruídos e expressões faciais que os usuários acham indesejável. Com a nova tecnologia, os participantes do estudo podem se comunicar a uma taxa de conversação confortável de cerca de 120 a 150 palavras por minuto, sem mais esforço do que o necessário para pensar no que eles queriam dizer.

Como a maioria dos BCIs que traduzem a ativação cerebral na fala, a nova tecnologia só funciona se as pessoas são capazes de converter a idéia geral do que querem dizer em um plano de como dizê -lo. Alexander Huth, que pesquisa BCIs na Universidade da Califórnia, Berkeley, e não estava envolvido no novo estudo, explica que, no discurso típico: “Você começa com uma idéia do que deseja dizer. Essa idéia é traduzida em um plano para como mover seus articuladores (vocais). Esse plano é enviado para os músculos reais e depois o realizará.” Mas, em muitos casos, as pessoas com discurso prejudicado não conseguem concluir o primeiro passo. “Essa tecnologia só funciona nos casos em que a parte ‘Idéia de planejar’ é funcional, mas o ‘plano para movimento’ é quebrado” – uma coleção de condições chamada disartria -, diz Huth.

Segundo Kunz, os quatro participantes da pesquisa estão ansiosos sobre a nova tecnologia. “Em grande parte, (houve) muita emoção sobre potencialmente serem capazes de se comunicar rapidamente”, diz ela – adquirindo que um participante estava particularmente emocionado com seu novo potencial de interromper uma conversa – algo que ele não poderia fazer com o ritmo mais lento de uma tentativa de dispositivo de fala.

Para garantir que os pensamentos particulares permanecessem privados, os pesquisadores implementaram uma frase de código: “Chitty Chitty Bang Bang”. Quando falado internamente pelos participantes, isso levaria o BCI a iniciar ou parar de transcrever.

Os implantes de leitura cerebral aumentam inevitavelmente as preocupações sobre a privacidade psychological. Por enquanto, Huth não está preocupado com a tecnologia ser mal utilizada ou desenvolvida de forma imprudente, falando com a integridade dos grupos de pesquisa envolvidos na pesquisa de próteses neurais. “Acho que eles estão fazendo um ótimo trabalho; são liderados por médicos; são muito focados no paciente. Muito do que eles fazem é realmente tentar resolver problemas para os pacientes”, diz ele, “mesmo quando esses problemas não são necessariamente coisas que podemos pensar”, como ser capaz de interromper uma conversa ou “fazer uma voz que soa mais com eles”.

Para Kunz, esta pesquisa está particularmente perto de casa. “Meu pai realmente tinha ALS e perdeu a capacidade de falar”, diz ela, acrescentando que é por isso que entrou em seu campo de pesquisa. “Eu meio que me tornei seu próprio tradutor de fala pessoal no last de sua vida, já que eu period o único que poderia entendê -lo. É por isso que eu pessoalmente conheço a importância e o impacto que esse tipo de pesquisa pode ter.”

A contribuição e a disposição dos participantes da pesquisa são cruciais em estudos como esse, observa Kunz. “Os participantes que temos são indivíduos realmente incríveis que se ofereceram para estar no estudo não necessariamente para obter um benefício para si mesmos, mas para ajudar a desenvolver essa tecnologia para pessoas com paralisia.