Os neurocientistas estão ensinando computadores a ler palavras diretamente do cérebro das pessoas.
Kelly Servick, escrevendo para a Science, relatou esta semana em três artigos publicados no servidor de pré-impressão bioRxiv, no qual três equipes diferentes de pesquisadores demonstraram que podiam decodificar a fala das gravações de neurônios disparando. Em cada estudo, os eletrodos colocados diretamente no cérebro registraram a atividade neural, enquanto os pacientes submetidos à cirurgia cerebral ouviam a fala ou liam as palavras em voz alta. Depois, os pesquisadores tentaram descobrir o que os pacientes estavam ouvindo ou dizendo. Em cada caso, os pesquisadores foram capazes de converter a atividade elétrica do cérebro em arquivos de som pelo menos um pouco inteligíveis.
O primeiro artigo, publicado no bioRxiv em 10 de outubro de 2018, descreve um experimento no qual os pesquisadores reproduziam gravações de fala para pacientes com epilepsia que estavam no meio de uma cirurgia no cérebro. (As gravações neurais feitas no experimento tinham que ser muito detalhadas para serem interpretadas. E esse nível de detalhe está disponível apenas nas raras circunstâncias em que um cérebro é exposto ao ar e os eletrodos são colocados diretamente nele, como em cirurgia cerebral .)
Enquanto os pacientes ouviam os arquivos de som, os pesquisadores registraram neurônios disparando nas partes do cérebro dos pacientes que processam o som. Os cientistas tentaram vários métodos diferentes para transformar esses dados de disparo neuronal em fala e descobriram que o "aprendizado profundo" - no qual um computador tenta resolver um problema mais ou menos sem supervisão - funcionava melhor. Quando eles reproduziram os resultados através de um vocoder, que sintetiza vozes humanas, para um grupo de 11 ouvintes, esses indivíduos foram capazes de interpretar corretamente as palavras 75% das vezes.
Você pode ouvir o áudio desta experiência aqui.
O segundo artigo, publicado em 27 de novembro de 2018, contava com registros neurais de pessoas submetidas a cirurgia para remover tumores cerebrais. Enquanto os pacientes liam palavras em sílaba única em voz alta, os pesquisadores registraram os sons que saíam da boca dos participantes e os neurônios disparando nas regiões produtoras de fala de seus cérebros. Em vez de treinar profundamente os computadores de cada paciente, esses pesquisadores ensinaram uma rede neural artificial para converter as gravações neurais em áudio, mostrando que os resultados eram pelo menos razoavelmente inteligíveis e semelhantes às gravações feitas pelos microfones. (O áudio desta experiência está aqui, mas precisa ser baixado como um arquivo zip.)
O terceiro artigo, publicado em 9 de agosto de 2018, contava com a gravação da parte do cérebro que converte palavras específicas que uma pessoa decide falar em movimentos musculares. Embora nenhuma gravação deste experimento esteja disponível on-line, os pesquisadores relataram que foram capazes de reconstruir sentenças inteiras (também gravadas durante cirurgia cerebral em pacientes com epilepsia) e que as pessoas que ouviram as sentenças conseguiram interpretá-las corretamente em uma escolha múltipla. teste (de 10 opções) em 83% das vezes. O método desse experimento se baseou na identificação dos padrões envolvidos na produção de sílabas individuais, em vez de palavras inteiras.
O objetivo de todos esses experimentos é possibilitar que um dia as pessoas que perderam a capacidade de falar (devido à esclerose lateral amiotrófica ou condições semelhantes) falem através de uma interface computador-cérebro. No entanto, a ciência para esse aplicativo ainda não existe.
Interpretar os padrões neurais de uma pessoa que apenas imagina a fala é mais complicado do que interpretar os padrões de alguém que ouve ou produz a fala, informou a Science. (No entanto, os autores do segundo artigo disseram que a interpretação da atividade cerebral de alguém imaginando a fala pode ser possível.)
Também é importante ter em mente que estes são pequenos estudos. O primeiro artigo contou com dados de apenas cinco pacientes, enquanto o segundo analisou seis pacientes e o terceiro apenas três. E nenhuma das gravações neurais durou mais de uma hora.
Ainda assim, a ciência está avançando e os dispositivos de fala artificial conectados diretamente ao cérebro parecem uma possibilidade real em algum momento no futuro.
