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Um implante UC Davis BCI permitiu que um paciente com ELA falasse de forma independente por mais de 3.800 horas ao longo de dois anos com 99% de precisão, colocando-o em tempo integral.
Um homem com ELA usou um implante cerebral para falar de forma independente por mais de 3.800 horas nos últimos dois anosproduzindo quase 2 milhões de palavras com velocidade média de 56 palavras por minuto. O estudo, publicado segunda-feira na Nature Medicine por pesquisadores da Universidade da Califórnia, em Davis, representa a demonstração mais longa de que as interfaces cerebrais podem realizar a comunicação diária fora de um laboratório prático. Casey Harrell, um sócio de 47 anos, utilizou o sistema para regressar ao emprego a tempo inteiro como defensor do ambiente.
Consiste na implantação de quatro microeletrodos colocados no giro pré-central esquerdo de Harrell, região do cérebro que coordena a fala, para registrar a atividade de 256 eletrodos corticais. Algoritmos de aprendizado de máquina integrados em uma plataforma de software chamada BRAND, do assistente de pós-doutorado da UC Davis, Nicholas Card, interpretaram a atividade neural na língua latina da linguagem dos fonemas e, em seguida, usaram esses fonemas para descrever palavras e frases. O sistema lê o texto resumido a uma versão sintética da voz pré-ELA de Harrell.
Em um teste de controle com vocabulário de 125.000 palavras, o sistema obteve 99% de precisão nas palavras. Na prática diária fora do laboratório, Harrell classificou 92% das sentenças como precisas ou quase corretas. Ao longo do estudo, ele compartilhou mais de 183.000 visualizações.
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“O principal para mim é dar uma comunidade a uma pessoa que quer falar mas não consegue;David Brandman, neurocirurgião que desenvolveu o dispositivo 2023 e co-liderou o estudo, disse ao Register.Embora paralisado, ele seguiu em frente em tempo integral e tem conversas significativas com sua filha, que nunca ouviu o som de sua voz.“
A importância do estudo reside não apenas na precisão, mas na independência. Os sistemas BCI anteriores exigiam que os pesquisadores estivessem presentes na casa do paciente sempre que a máquina estivesse em uso ou o paciente tivesse que viajar até o laboratório. O sistema de Harrell era operado por sua equipe interna, sem necessidade de assistência do investigador.
Com base na linha do tempo do estudo, ele estimou mais de cinco horas de uso diário do Facebook.
A equipe da UC Davis faz parte do BrainGate, um consórcio de universidades e do Departamento de Assuntos de Veteranos dos EUA que desenvolve interfaces cérebro-computador para restauração de fala, controle de computador e recuperação de movimento. O hardware em si não é construído sob medida, usando matrizes de microeletrodos existentes produzidas pela Blackrock Neurotech. É uma ruptura no software, especificamente em uma plataforma de aprendizado de máquina conhecida como algoritmo, que tenta decodificar a fala a partir de sinais neurais em tempo real.
Brandman comparou o estado atual da tecnologia BCI aos primeiros marca-passos, que na década de 1950 exigiam fiação externa para baterias grandes ou energia de parede. Setenta anos depois, marca-passos estão sendo implantados em procedimentos ambulatoriais. “Estamos na vanguarda deste tipo de tecnologia;Disse o bombeiro.
Harrell ainda está conectado a computadores externos, mas a equipe de IA da UC Davis que trabalha com hardware de miniaturização nas empresas Neuralink, Synchron e Paradromics está projetando para um futuro onde o sistema será muito menos complicado.
O mundo competitivo no BCI está a acelerar. A Neuralink implantou dispositivos sob protocolos de pesquisa em pelo menos 21 pacientes, mas carece de aprovação comercial. A China aprovou o primeiro comércio invasivo de BCI este ano.
Outras abordagens para restaurar a fala de pessoas com ELA usam o processamento de fala de IA implantado no cérebro, mas esses métodos exigem que o paciente retenha alguma habilidade vocal.
O que distingue o trabalho da UC Davis é a demonstração de que a BCI pode fazer a transição de um experimento de laboratório para uma ferramenta prática do dia a dia. As 3.800 horas de gravações cerebrais também constituem os maiores dados de resolução de um único neurônio já coletados, de acordo com o co-pesquisador principal Sergey Stavisky, que informará futuras melhorias nos algoritmos de decodificação.
O sistema continua sendo um dispositivo experimental, limitado pela lei federal ao uso em pesquisas, e foi testado em um paciente. Ainda não se sabe se os resultados se generalizam para outros pacientes com ELA ou para pessoas com diferentes condições neurológicas. Escalar a tecnologia de um ensaio clínico para um dispositivo médico de prescrição exigirá aprovação regulatória, miniaturização de hardware e redução de custos que poderá levar anos.
“Quero que desapareça para não ser único ou especial, porque isso significa que não tenho doença ou que qualquer pessoa que tenha uma doença como eu possa obter este mandamento;Harrell disse através de sua conta no BCI.
