Interface Cérebro-Máquina auxilia pessoas a se comunicarem: Transformando Pensamentos em Palavras

Friday, 24 de September de 2021

A interface cérebro-máquina (ICM) tem transformado a vida das pessoas que perderam a fala ou a independência de se mover ao permitir que a atividade cerebral fosse decodificada e transformada em algoritmo para executar uma ação.

Diversos estudos científicos, como o de Nicolelis et al 2017 demonstram a importância dessa tecnologia para o aprimoramento humano, tendo como objetivo futuro o tratamento ou melhorar a qualidade de vida de pessoas que sofrem com deficiências motoras, a citar, a paraplegia, ou desordens degenerativas, por exemplo a doença de brain-monitoring-during-gait-and-bipedal-stance-in-people-with-parkinson-39-s" target="_blank" rel="noopener noreferrer">Parkinson e Alzheimer. Bem como, o aprimoramento de humanos saudáveis, elevando o potencial da capacidade cognitiva, força e capacidade de interação entre homem e máquina de forma mais natural, como demonstra o estudo de Ren e Bao, 2020.

A comunicação é um sistema de alta complexidade e sua decodificação de forma mais natural e completa exigirá do homem o avanço tecnológico para o desenvolvimento de interfaces cérebro- máquinas e paradigmas mais avançados. Entretanto, estudos com esse intuito já tem sido desenvolvido nos laboratórios.

O presente texto se baseia em pesquisa científica que através da utilização de dispositivos de ICMs implantados sobre o cérebro de pessoas que perderam a fala ou movimentos, realizam o registro da atividade elétrica cerebral no córtex motor, responsável pelo controle das mãos e braços. Com base nessas atividades, os pesquisadores usaram algoritmos que traduziram as informações obtidas pelos dispositivos e a partir disso os sinais foram transformados em textos expostos nas telas.

Quer saber mais sobre como a interface cérebro-máquina auxilia pessoas a se comunicarem?

Continue lendo o texto.

O uso da Interface Cérebro-Máquina na comunicação

O estudo publicado na revista online Nature, que recebe o título “High-performance brain-to-text communication via handwriting”, conseguiu desenvolver um paradigma de ICM mais eficaz para permitir com que pessoas com perda de comunicação possam escrever textos e se comunicarem com o mundo exterior através do pensamento.

Através da utilização de eletrodos implantados no córtex motor de pacientes portadores de deficiência motora, o estudo mostrou a possibilidade de devolver a independência de comunicação a essas pessoas, através da utilização de algoritmos de inteligência artificial que decodificam o pensamento e converte em texto.

Esse estudo foi um dos mais promissores no campo de pesquisa de escrita através da atividade cerebral alcançando resultados que ultrapassam estudos anteriores. O motivo que levou a esses resultados foi o método utilizado pelos pesquisadores que pediam para os pacientes pensarem na escrita manual.

A transformação de pensamentos em palavras

Durante o estudo, os pesquisadores focaram na decodificação das letras que eram “obtidas” a partir do pensamento das pessoas observadas e isso acontecia a partir de um pedido feito pelos pesquisadores que consistia em pensar ou imaginar que estavam escrevendo uma carta à mão.

A partir disso os pesquisadores usaram dois algoritmos para interpretar a ação, sendo um de classificação e outro de aprendizagem que previam as letras do alfabeto inglês e as pontuações.

Porém, para os eletrodos conseguirem captar a atividade cerebral elétrica a ser interpretada pelos algoritmos era essencial que os participantes se concentrassem na escrita de cada letra individualmente e o resultado foi uma interpretação muito mais eficiente e rápida do que os que foram obtidos em estudos e experimentos a partir da movimentação de cursores de mouse pelas telas.

Os avanços da Interface Cérebro-Máquina

Este tipo de experiência que transforma pensamentos em palavras costumava ser visto apenas em filmes de ficção científica, mas essa nova abordagem feita a partir da tecnologia de ICM mostra que essa realidade pode estar mais próxima do que imaginamos e irá beneficiar milhares de pessoas.

Na verdade, uma combinação de tecnologias, como a inteligência artificial, eletrodos e interfaces cérebro-computador tem permitido colocar essa possibilidade em estudo, inclusive para interpretar os resultados obtidos pelas ICMs também foram usados o eletroencefalograma (EEG).

Essa combinação entre tecnologias não tem sido eficiente apenas neste tipo de experiência, mas em muitas outras que visam a ampliação de fatores cognitivos e sensoriais das pessoas.

A união de tecnologias que monitoram e interpretam a atividade cerebral das pessoas tem promovido esperança na medicina, pois é através deste tipo de estudo que se estima a ampliação da comunicação de pessoas que até então apresentam limitações.

Referência:

Francis R. Willett, Donald T. Avansino, Leigh R. Hochberg, Jaimie M. Henderson & Krishna V. Shenoy. High-performance brain-to-text communication via handwriting. Nature, 2021.
Fuji Ren and Yanwei Bao. A Review on Human-Computer Interaction and Intelligent Robots. International Journal of Information Technology & Decision Making, 2020.
Nicolelis et al. Long-Term Training with a Brain-Machine Interface-Based Gait Protocol Induces Partial Neurological Recovery in Paraplegic Patients. Scientific Report, 2017

The content published here is the exclusive responsibility of the authors.

Autor: Jackson Cionek

#eegerpbci #brainstimulation #eeglatam #eegelectrodecaps #languageprocessing