AI agora pode decodificar palavras diretamente das ondas cerebrais

  • Cameron Merritt
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Neurocientistas estão ensinando computadores a ler palavras direto do cérebro das pessoas.

Kelly Servick, escrevendo para a Science, relatou esta semana em três artigos postados no servidor de pré-impressão bioRxiv nos quais três equipes diferentes de pesquisadores demonstraram que podiam decodificar a fala de gravações de neurônios disparando. Em cada estudo, eletrodos colocados diretamente no cérebro gravaram a atividade neural enquanto os pacientes de cirurgia cerebral ouviam a fala ou liam palavras em voz alta. Em seguida, 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, postado no bioRxiv em 10 de outubro de 2018, descreve um experimento no qual pesquisadores reproduziam gravações da fala para pacientes com epilepsia que estavam no meio de uma cirurgia cerebral. (As gravações neurais feitas no experimento tiveram que ser muito detalhadas para serem interpretadas. E esse nível de detalhe está disponível apenas durante as raras circunstâncias em que um cérebro é exposto ao ar e eletrodos são colocados nele diretamente, como em uma cirurgia cerebral .) [Imagens 3D: Explorando o cérebro humano]

Enquanto os pacientes ouviam os arquivos de som, os pesquisadores gravaram neurônios disparando nas partes do cérebro dos pacientes que processam o som. Os cientistas tentaram vários métodos diferentes para transformar os dados de disparo neuronal em fala e descobriram que o "aprendizado profundo" - em que um computador tenta resolver um problema mais ou menos sem supervisão - funcionou melhor. Quando tocaram os resultados por meio de um vocoder, que sintetiza vozes humanas, para um grupo de 11 ouvintes, esses indivíduos foram capazes de interpretar corretamente as palavras 75 por cento das vezes.

Você pode ouvir o áudio deste experimento aqui.

O segundo artigo, publicado em 27 de novembro de 2018, baseou-se em gravações neurais de pessoas submetidas a cirurgia para remover tumores cerebrais. Enquanto os pacientes liam palavras monossílabas em voz alta, os pesquisadores gravaram tanto os sons que saíam da boca dos participantes quanto os neurônios disparando nas regiões de produção da fala de seus cérebros. Em vez de treinar computadores profundamente em 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 deste experimento está aqui, mas deve ser baixado como um arquivo zip.)

O terceiro artigo, publicado em 9 de agosto de 2018, contou com o registro da parte do cérebro que converte palavras específicas que uma pessoa decide falar em movimentos musculares. Embora nenhuma gravação deste experimento esteja disponível online, os pesquisadores relataram que foram capazes de reconstruir frases inteiras (também gravadas durante cirurgia cerebral em pacientes com epilepsia) e que as pessoas que ouviram as frases foram capazes de interpretá-las corretamente em uma escolha múltipla teste (de 10 opções) 83 por cento das vezes. O método desse experimento baseou-se na identificação dos padrões envolvidos na produção de sílabas individuais, ao invés de palavras inteiras.

O objetivo em todos esses experimentos é um dia possibilitar que pessoas que perderam a capacidade de falar (devido à esclerose lateral amiotrófica ou condições semelhantes) falem por meio de uma interface de computador para cérebro. No entanto, a ciência para esse aplicativo ainda não existe.

Interpretar os padrões neurais de uma pessoa apenas imaginando a fala é mais complicado do que interpretar os padrões de alguém ouvindo ou produzindo a fala, relatou a Science. (No entanto, os autores do segundo artigo disseram que interpretar a atividade cerebral de alguém que imagina a fala pode ser possível.)

Também é importante ter em mente que esses estudos são pequenos. O primeiro artigo baseou-se em dados obtidos 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 ponto do caminho.

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Originalmente publicado em .




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