Implante cerebral experimental devolve a voz a Casey Harrell com ALS

Um homem com paralisia grave, que já quase não consegue mover nenhuma parte do corpo, consegue agora “falar” nos seus próprios termos graças a um implante cerebral experimental.

Em casa, a família voltou finalmente a ouvir a sua voz, à medida que uma versão digital transforma os seus pensamentos em fala.

Casey Harrell, ALS e o regresso da comunicação

Casey Harrell vive com uma forma avançada de esclerose lateral amiotrófica (ALS), uma doença que tornou a sua fala natural extremamente difícil de compreender por quem o rodeia.

Ainda assim, quando lhe dão a oportunidade, Harrell tem muito para dizer.

Há quase dois anos que o cérebro do homem, hoje com 47 anos, está ligado a um descodificador cérebro-para-texto em funcionamento contínuo, através de uma neuroprótese experimental.

Com esta interface de ponta, Harrell já conseguiu produzir mais de 183,000 frases e perto de 2 milhões de palavras.

Como funciona o descodificador cérebro-para-texto e o implante cerebral

Esta tecnologia, com um ar quase futurista, exige uma cirurgia para implantar o dispositivo numa zona específica do cérebro. As matrizes de eléctrodos colocadas nesse local conseguem captar a actividade neurológica quando a pessoa tenta falar - mesmo que não mexa a boca.

Em seguida, esses dados são reconhecidos automaticamente por um descodificador externo de fala e surgem num ecrã de computador em tempo real.

Para interagir com o ecrã, Harrell usa o olhar. O ponto onde fixa a atenção aparece como um “cursor” circular branco, e ele consegue “clicar” apenas com o pensamento.

De manhã, é preciso algum tempo para ligar o equipamento, normalmente com ajuda de um cuidador. No entanto, como o descodificador está montado num carrinho móvel, consegue acompanhar Harrell ao longo do dia.

Desta forma, apesar da doença, ele consegue, de forma independente, enviar e-mails e mensagens, navegar na Internet e manter um emprego a tempo inteiro.

E, talvez acima de tudo, consegue falar com as pessoas de quem gosta.

A voz digital que verbaliza os seus pensamentos foi criada para soar de forma semelhante à voz que Harrell tinha antes da ALS.

“É muito doce ter a capacidade de olhar para os olhos da minha mulher quando ela ouve a minha voz”, partilhou Harrell através do sistema, “e isso evoca uma memória carinhosa e permite explicar à minha filha, que na verdade não se lembra de nada de quando eu ainda lhes falava, e recordar-lhes como eu costumava soar.”

O resultado foi transformador - e sabemos isso porque o próprio Harrell o disse.

Num vídeo, Harrell explica por texto que esta tecnologia lhe está a permitir “fazer tanto e manter-me ligado à minha vida como ser humano”.

A sua história dá esperança aos cientistas de que estes dispositivos experimentais possam mesmo funcionar no mundo real e durante longos períodos.

“Durante anos, as ICCs foram dispositivos de prova de conceito que existiam em laboratórios de investigação altamente controlados”, afirma o neurocirurgião David Brandman, co-investigador principal e co-autor sénior do estudo, da Universidade da Califórnia, Davis (UCD).

“Este trabalho mostra que talvez tenhamos ultrapassado um limiar ao dar a uma pessoa com paralisia a capacidade de falar nos seus próprios termos.”

Ensaio clínico BrainGate 2, evolução do uso e resultados

Harrell está inscrito no ensaio clínico piloto em curso nos EUA, liderado por Brandman e a sua equipa, chamado BrainGate 2.

Este estudo preliminar procura avaliar a segurança e a viabilidade de uma nova interface cérebro-computador em pessoas com paraplegia que têm perturbações graves da fala ou que não conseguem usar as mãos.

A tecnologia foi desenvolvida na UCD, em colaboração com especialistas da Universidade Brown e do Instituto de Neurociências Mass General Brigham.

No início, Harrell só conseguia utilizar o sistema com apoio directo de investigadores. Agora, após várias alterações importantes, já o usa praticamente sozinho, a partir do conforto de casa.

Segundo investigadores da UCD - com diferentes graus de envolvimento na tecnologia - Harrell reuniu até agora o maior conjunto de dados de registos cerebrais do ensaio.

Ao longo de mais de 400 dias, treinou com o dispositivo durante um total de mais de 3,800 horas. A sua velocidade média de comunicação ronda as 56 palavras por minuto, muito acima do que conseguia quando tentou, pela primeira vez, converter pensamentos em texto, em 2023.

“Casey consegue usar o sistema para comunicar os seus próprios pensamentos, não só quando estamos lá, num ambiente controlado, mas sempre que ele quer”, diz Nicholas Card, investigador de pós-doutoramento no Laboratório de Neuropróteses da UC Davis.

“Por vezes, ele fazia isso durante mais de 12 horas seguidas.”

De forma importante, Harrell também controla o seu silêncio. Se quiser guardar alguns pensamentos para si, pode activar um “modo de privacidade”.

Apenas os dados de sessões em que esse “modo de privacidade” não foi activado foram guardados e usados para treinar modelos futuros de descodificação da fala.

Quando decide falar através do sistema, o programa acerta - ou é, pelo menos, maioritariamente exacto - em 92 percent das vezes, segundo o que Harrell relata, de acordo com resultados publicados recentemente.

A autonomia que isto trouxe a Harrell tem sido marcante, à semelhança do que outras pessoas têm vivido recentemente com tecnologia de interface cérebro-computador.

“É uma vida mais cheia de acção dinâmica e com amigos e família, com colegas”, partilhou Harrell através do dispositivo, “e é algo que me permite comunicar de forma mais natural, como eu comunico, do que qualquer outra tecnologia que eu tenha experimentado.”

Os investigadores esperam que a experiência de Harrell e a dos outros 26 participantes actualmente inscritos no ensaio clínico os ajude a aperfeiçoar a tecnologia para utilizadores futuros.

O estudo está publicado na Nature Medicine.