Pesquisadores conseguem pela primeira vez captar sinais cerebrais e reproduzi-los em voz artificial de forma precisa. Avanço pode levar a um sistema que leia mentes e ajude pessoas que perderam a capacidade de fala.
Cientistas da Universidade de Columbia, nos Estados Unidos, criaram uma tecnologia capaz de analisar atividades cerebrais e transformá-las em fala clara e inteligível – um passo científico significativo para a criação de um sistema que possa ler pensamentos.
A pesquisa – publicada nesta terça-feira (29/01) na revista científica Nature – conseguiu processar palavras ouvidas por pacientes e reconstruí-las por meio de uma voz artificial, usando sintetizadores de fala semelhantes ao usado pelo astrofísico Stephen Hawking, e inteligência artificial.
Segundo os pesquisadores, a técnica pode levar a novas formas de os computadores se comunicarem diretamente com o cérebro – e, no futuro, reproduzir não só o que pacientes ouviram, mas também o que estão pensando.
Assim, a tecnologia pretende ajudar pessoas que perderam a fala a recuperarem sua capacidade de se comunicar com o mundo exterior. Isso inclui vítimas de derrames ou portadores de doenças como a esclerose lateral amiotrófica (ELA), da qual sofria Hawking.
“A voz nos permite nos comunicar com amigos, família e o mundo a nossa volta, por isso perder a fala é tão devastador”, diz o neuroengenheiro Nima Mesgarani, um dos autores da pesquisa.
“Com esse estudo, há uma eventual maneira de restaurar esse poder. Mostramos que, com a tecnologia certa, o pensamento dessas pessoas pode ser decodificado e entendido por qualquer ouvinte.”
Para reproduzir a fala, os cientistas utilizaram um instrumento conhecido como vocoder, que é um algoritmo de computador capaz de sintetizar a voz após ser treinado com gravações de pessoas falando. “É a mesma tecnologia usada pelo Amazon Echo ou pela Siri, da Apple, para dar respostas verbais às nossas perguntas”, explica Mesgarani.
Para ensinar o vocoder a interpretar atividades cerebrais, a equipe da Universidade de Columbia fez experimentos com pacientes que sofrem de epilepsia e que estavam passando por cirurgias no cérebro – e, por isso, já tiveram seus crânios abertos.
“Pedimos a esses pacientes que ouvissem frases ditas por pessoas diferentes enquanto medíamos os padrões das atividades cerebrais”, diz Mesgarani. “Esses padrões neurais treinaram o vocoder.”
Em seguida, esses mesmos pacientes ouviram uma gravação contando de 0 a 9, enquanto seus sinais cerebrais eram registrados e enviados ao vocoder por meio de redes neurais – um tipo de inteligência artificial capaz de imitar a estrutura dos neurônios de um cérebro humano.
O resultado foi uma voz robótica recitando os mesmos números ouvidos pelos pacientes. “O sensitivo vocoder e as poderosas redes neurais reproduziram os sons ouvidos originalmente com surpreendente precisão”, afirma Mesgarani. No site da Universidade de Columbia, é possível ouvir o que parece um robô contando de 0 a 9 em inglês.
A equipe de neuroengenheiros quer agora tentar reproduzir palavras e sentenças mais elaboradas e, em seguida, fazer os mesmos testes usando sinais cerebrais emitidos quando uma pessoa fala ou quando imagina que está falando.
O objetivo final, segundo Mesgarani, é transformar essa tecnologia num sistema que possa ser implantado no cérebro do paciente e traduzir pensamentos em palavras.
“Nesse cenário, se o paciente pensar ‘eu preciso de um copo de água’, nosso sistema poderá captar os sinais cerebrais gerados por esse pensamento e transformá-los em fala verbal sintetizada”, explica o cientista.
“Isso seria um divisor de águas. Daria a qualquer pessoa que perdeu a capacidade de fala, seja por lesão ou doença, uma nova chance de se conectar ao mundo a seu redor.”
