Tipos de Interface Cérebro-Máquina: Escrita Mental

Pesquisadores do Instituto Médico Howard Hughes (HHH ) conseguiram habilitar com sucesso uma interface cérebro-máquina para digitar a escrita mental dos usuários pela primeira vez. A equipe decifrou a atividade cerebral associada à escrita à mão para alcançar o resultado.

O participante era um indivíduo com paralisia que havia implantado sensores em seu cérebro, e a equipe dependia de um algoritmo para identificar letras à medida que ele tentava escrevê-las. O sistema foi capaz de analisar isso e exibir o texto em uma tela em tempo real.

De acordo com Krishna Shenoy, um investigador do Instituto Médico Howard Hughes na Universidade de Stanford, esse desenvolvimento pode permitir que pessoas com paralisia digitem rapidamente sem a necessidade de usar as mãos. Shenoy foi acompanhado pelo neurocirurgião de Stanford, Jaimie Henderson.

O trabalho foi publicado na revista Nature em 12 de maio.

O participante foi capaz de digitar 90 caracteres por minuto, o que é mais do que o dobro da quantidade registrada anteriormente com um tipo de interface cérebro-máquina.

Jose Carmena, um engenheiro neural da Universidade da Califórnia, Berkeley, diz que “é um grande avanço no campo” que pode ajudar muitas pessoas com deficiências diferentes. As interfaces cérebro-computador permitem que o pensamento seja convertido em ação.

“Este artigo é um exemplo perfeito: a interface decodifica o pensamento de escrever e produz a ação.”

Lesões e Atividade Neural

Mesmo que uma pessoa sofra uma lesão ou doença que resulte em sua incapacidade de caminhar, agarrar ou falar, a atividade neural do cérebro para essas ações permanece. Por causa disso, os pesquisadores podem usar essa atividade para criar sistemas que beneficiem esses indivíduos.

A equipe de Shenoy tem trabalhado na decodificação da atividade neural associada à fala por anos, e eles desenvolveram uma maneira para os participantes implantarem sensores e usarem seus pensamentos para mover um cursor em uma tela.

No entanto, não houve um esforço real para fazer o mesmo para a escrita à mão.

“Queremos encontrar novas maneiras de permitir que as pessoas comuniquem mais rapidamente”, diz Frank Willett, um neurocientista do grupo.

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BCI e Sensores Implantados

A equipe colaborou com um participante de 65 anos que foi inscrito em um ensaio clínico BrainGate2. O BrainGate2 está testando a segurança de BCI para dispositivos que transmitem dados diretamente do cérebro para um computador.

Dois sensores minúsculos foram implantados por Henderson na parte do cérebro responsável por controlar a mão e o braço. Isso permitiu que o indivíduo movesse um braço robótico ou um cursor através de tentativas de mover seu próprio braço paralisado.

Os sensores capturaram sinais de neurônios individuais quando o participante imaginou escrever, e o algoritmo de aprendizado de máquina reconheceu padrões cerebrais ao produzir cada letra. Esse sistema permitiu que o homem copiasse frases e respondesse a perguntas quase tão rapidamente quanto alguém de sua idade digitando em um smartphone.

De acordo com Willett, o BCI opera rapidamente devido a cada letra evocar um padrão de atividade altamente distinto que pode ser facilmente distinguido pelo algoritmo.

A equipe agora vai se concentrar em um participante que não pode falar, e os pesquisadores acreditam que esse novo sistema pode beneficiar grandemente indivíduos que sofrem de paralisia causada por várias condições.