Em Avatar, um filme de James Cameron, um cadeirante deita no interior de uma máquina e de lá seu cérebro controla o corpo de um Na’vi, um humanoide de três metros, azul e com rabo, que habita o planeta Pandora. A ideia de que um cérebro humano possa controlar ou habitar um outro ser vivo é antiga e está na origem de todas as crenças relacionadas à reencarnação. Essa ideia está se tornando realidade. É o que mostra um experimento feito com uma paciente tetraplégica que perdeu a capacidade de andar e falar.
Existem pessoas que após um derrame perdem a capacidade de controlar os músculos. Em muitos desses casos, a capacidade mental, a inteligência e todo o resto do cérebro ficam intactos. Mas, como a comunicação do cérebro com os músculos está rompida, qualquer movimento deixa de existir e isso inclui os movimentos que controlam as cordas vocais, os lábios e o resto do aparato bucal que nos permite falar. Essas pessoas ficam mudas e incapazes de se comunicar com o mundo exterior.
Nesses casos, se fosse possível detectar o que se passa no cérebro dessa pessoa quando ela “fala” mentalmente e usar essa informação para comandar um equipamento eletrônico, ela poderia voltar a se comunicar com o mundo exterior. É como se ela estivesse comandando o Avatar do filme de Cameron. Foi exatamente isso que um grupo de cientistas da Califórnia conseguiu fazer.
Ann Johnson, agora com 47 anos, sofreu um derrame aos 30 anos de idade. Suas habilidades mentais ficaram intactas, mas seu cérebro ficou incapaz de controlar os músculos dos braços, das pernas, e da face. Ela ficou muda. Como ainda é capaz de controlar os músculos dos olhos, tem a visão e a audição intacta, Ann consegue se comunicar olhando para cada letra escrita em uma lousa. Assim, muito lentamente ela consegue compor palavras e se comunicar com a família. Recentemente Ann aceitou ser voluntária em um experimento que poderia lhe devolver a capacidade de falar.
A voluntária foi submetida a uma operação na qual seu crânio foi aberto e uma placa retangular com 253 eletrodos de 1 milímetro de tamanho, separados um do outro por 3 milímetros de distância, foi colocada diretamente sobre a região do cérebro que controla a fala. Um fio sai da placa de eletrodos, atravessa o osso do crânio e tem um conector pelo lado de fora, no couro cabeludo.
Quando esse conector é ligado a um sistema de computadores, os cientistas são capazes de medir em tempo real a atividade dos neurônios que estão próximos a cada um dos 253 eletrodos. Assim, quando Ann “fala” mentalmente uma frase, cada um dos 253 eletrodos capta, ao longo da sentença, a atividade dos neurônios que estão em sua vizinhança.
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Feito isso, durante 14 dias, Ann ficou em frente a uma tela e foi instruída a tentar falar uma frase que aparecia escrita na tela. Os sinais vindo de cada um dos 253 eletrodos eram captados e enviados a um sistema de inteligência artificial (AI).
Aos poucos o sistema de AI foi capaz de correlacionar cada som que Ann tentava falar (instruída pela frase escrita na tela) com o padrão dos sinais captados pelos eletrodos. Dessa maneira o sistema de AI foi capaz de relacionar palavras e frases aos sinais captados pelos eletrodos.
Terminado esse treinamento de 14 dias, os cientistas pediram para Ann tentar falar o que quisesse. Ela “falava” com o cérebro, nenhum som saia por sua boca, mas o sistema de AI, detectando o sinal vindo dos eletrodos, colocava na tela, de forma escrita, a frase que ela tinha “falado”.
A taxa de acerto do sistema é de 85%, ou seja em 85% das frases faladas mentalmente por Ann a frase correta aparece na tela. Agora Ann é capaz de “falar” 78 palavras por minuto, um número menor que as 160 palavras por minutos que pessoas normais falam durante uma conversa. Ann já consegue falar! Seu pensamento emerge na forma escrita, numa tela colocada ao seu lado.
Não satisfeitos, os cientistas, usando gravações que existiam da voz natural de Ann, desenvolveram um sistema que transforma as palavras de texto em voz. E agora as falas de Ann passaram a sair em um alto-falante com o timbre e entonação muito similar à voz que Ann perdeu. E finalmente, os cientistas criaram, em uma tela de computador, uma imagem da face da Ann, com base em fotografias dela, e treinaram essa face a mover a boca, os lábios e os outros músculos em sincronia com o som saído do alto-falante.
O resultado final é uma pequena tela de computador com alto-falantes onde a face de Ann aparece se movendo em sincronia com o som. Em baixo o texto “falado” pela atividade mental de Ann aparece escrito. Os cientistas deram o nome de Avatar de Ann a esse sistema. O cérebro de Ann, isolado do mundo exterior pelo derrame, agora controla seu Avatar. E Ann passou a poder conversar normalmente. Aos poucos caminhamos para ter Avatares controlados pelo nosso cérebro, como imaginado por James Cameron.
Mais informações: A high-performance neuroprosthesis for speech decoding and avatar control
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