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Telepatia? IA transforma ondas cerebrais em texto falado

Pesquisadores da Califórnia criaram um sistema de inteligência artificial que transforma as ondas cerebrais de pessoas com paralisia grave em palavras faladas.

Como descrito em um estudo da Nature Neuroscience, a tecnologia de IA funciona em tempo quase real e reconstrói o som da própria voz do paciente.

Entenda:

  • Uma neuroprótese de IA transforma ondas cerebrais de pacientes com paralisia grave em texto falado;
  • O processo leva apenas um segundo, e reconstrói o som da voz do próprio paciente;
  • O sistema foi treinado com dados de função cerebral combinados a um modelo de conversão de texto em fala;
  • Além de comunicar necessidades e pensamentos, o modelo de IA também pode ajudar a tornar a conexão entre pacientes com paralisia e seus entes queridos mais natural.
IA transforma ondas cerebrais em texto falado. (Imagem: Noah Berger/UC Berkeley Engineering)

De acordo com Gopala Anumanchipalli, co-investigador principal do estudo, a nova tecnologia neuroprostética traz a decodificação rápida de fala vista em dispositivos como a Alexa, da Amazon, e a Siri, da Apple, possibilitando “uma síntese de fala mais naturalista e fluente”.

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Neuroprótese de IA leva só 1 segundo para converter ondas cerebrais em fala

Para treinar o sistema de IA, a equipe usou dados de função cerebral de pacientes com paralisia tentando dizer uma série de palavras exibidas em uma tela. Em seguida, os pesquisadores mapearam a atividade neural diante de cada palavra e combinaram os dados a um modelo de conversão de texto em fala – criado com as vozes dos próprios pacientes antes da paralisia.

Em apenas 1 segundo, IA transforma pensamento em fala. (Imagem: Alexander Supertramp/Shutterstock)

Em um estudo realizado pela equipe em 2023, a neuroprótese levou oito segundos para emitir o texto falado após o paciente tentar dizer as palavras. Na demonstração mais recente (vídeo abaixo), já houve um grande avanço: a pausa diminuiu para apenas um segundo. E a equipe agora trabalha para acelerar ainda mais o processo e melhorar a expressividade da voz.

Ao transformar ondas cerebrais em palavras faladas, a neuroprótese pode não só ajudar os pacientes com paralisia a comunicar suas necessidades e pensamentos, mas também permitir uma conexão com amigos e família de forma mais natural. “É emocionante que os últimos avanços em IA estejam acelerando muito as interfaces cérebro-computador para uso prático no mundo real em um futuro próximo”, diz Edward Chang, co-autor sênior do estudo.

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Esperança para vítimas de paralisia: novo tratamento traz resultados promissores

Um estudo inovador realizado por pesquisadores da Universidade Keio, em Tóquio, reacende a esperança para pessoas que sofrem com paralisia decorrente de lesões medulares.

A pesquisa, iniciada em 2019, investiga o potencial de células-tronco reprogramadas no tratamento de danos permanentes à coluna vertebral.

O estudo revolucionário

O experimento consiste na inserção de milhões de células precursoras neurais diretamente na área lesionada dos pacientes. Essas células, derivadas de doadores, podem se transformar em neurônios e células gliais, componentes cruciais para o funcionamento do sistema nervoso.

Pesquisa da Universidade Keio representa um avanço promissor na busca por soluções para a paralisia, uma condição que afeta milhares de pessoas em todo o mundo. (Imagem: Elena Pavlovich / Shutterstock)

Resultados promissores

Quatro pacientes do sexo masculino, com idades variadas, foram submetidos ao procedimento cirúrgico entre dezembro de 2021 e 2023. Os resultados obtidos até o momento são animadores: dois deles apresentaram melhoras significativas em seu quadro clínico.

Um dos pacientes conseguiu se levantar sem auxílio e está em processo de reaprendizagem dos primeiros passos. O outro recuperou a capacidade de mover os membros superiores e inferiores.

É importante destacar que, durante o período de acompanhamento de um ano, nenhum dos pacientes apresentou efeitos colaterais adversos decorrentes do tratamento. Essa constatação reforça a segurança da terapia, mesmo que nem todos os participantes tenham experimentado os resultados esperados.

Novo tratamente traz esperança e a possibilidade de uma vida com mais autonomia e qualidade para aqueles que enfrentam essa difícil realidade. (Imagem: Julia Zavalishina/Shutterstock)

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Hideyuki Okano, líder da pesquisa, expressou otimismo com os resultados preliminares, ressaltando a importância do estudo como o primeiro passo no desenvolvimento de tratamentos eficazes para lesões na medula espinhal.

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Nova eletroestimulação restaura movimentos em paralisia; veja

A empresa suíça de neurotecnologia NeuroRestore acaba de revelar dispositivo que promete melhorar o tratamento de pacientes com paralisia. O sistema integra neuroprótese de medula espinhal com robótica de reabilitação de forma inédita.

A nova abordagem busca resolver problema de métodos convencionais que não envolvem o músculo de forma ativa, limitando o retreinamento do sistema nervoso.

Movimentos voluntários foram melhorados mesmo após fim da estimulação (Imagem: Reprodução/EPFL)

Com a nova tecnologia, os cientistas fornecem pulsos elétricos sincronizados para estimular os músculos em harmonia com os movimentos robóticos, tornando a terapia mais eficaz. Diferentemente da estimulação tradicional, a técnica ativa os neurônios motores de forma mais eficiente ao imitar os sinais nervosos naturais.

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Paralisia: experimento na vida real

  • O dispositivo integra a estimulação epidural elétrica com esteiras, exoesqueletos e bicicletas ergométricas e usa sensores sem fio para detectar o movimento dos membros. Assim, é possível ajustar automaticamente a estimulação em tempo real;
  • Em uma prova–conceito envolvendo cinco pessoas com lesões na medula espinhal, o resultado foi de “ativação muscular imediata e sustentada”;
  • Os participantes não apenas recuperaram a capacidade de ativar os músculos, como melhoraram seus movimentos voluntários mesmo após o desligamento da estimulação;
  • Os pesquisadores acreditam que a tecnologia tem potencial de aplicação para além de ambientes clínicos, com a instalação do sistema em andadores e bicicletas;
  • Eles ponderam que novos ensaios clínicos são necessários para avaliar os efeitos de longo prazo.

“Ver em primeira mão o quão perfeitamente nossa abordagem se integra com os protocolos de reabilitação existentes reforça seu potencial para transformar o atendimento a pessoas com lesão medular, fornecendo estrutura tecnológica que é fácil de adotar e implementar em vários ambientes de reabilitação”, disse o pesquisador da NeuroRestore, Nicolas Hankov.

Dispositivo integra a estimulação epidural elétrica com esteiras, exoesqueletos e bicicletas (Imagem: Reprodução/EPFL)

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Homem com paralisia move braço robótico pelo pensamento

Pesquisadores da Universidade da Califórnia, em São Francisco, EUA, desenvolveram um braço robótico que pode ser controlado através de sinais emitidos pelo cérebro para um computador. O experimento foi realizado com um homem paralisado que conseguiu agarrar, mover e soltar objetos apenas imaginando-se realizando essas ações.

O dispositivo marca um recorde no mundo da robótica por ter funcionado em um período de sete meses sem precisar de ajustes. Até então, equipamentos do tipo só tinham operado por um ou dois dias, de acordo com o artigo publicado na revista científica Cell.

Conhecido como interface cérebro-computador (BCI), o braço robótico se baseia em um modelo de IA que aprende determinados movimentos a partir da repetição — e isso também vale para ações imaginadas.

Pesquisadores vão testar braço robótico no ambiente doméstico (Imagem: UCSF/Divulgação)

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Como foi feito o experimento?

Os pesquisadores implantaram sensores na superfície do cérebro de um homem que ficou paralisado por consequências de um derrame. Toda a atividade cerebral foi captada quando ele imaginava se mover em uma tentativa de criar padrões cerebrais.

O BCI, então, registrou as representações desses movimentos e os dados foram usados para treinar o modelo de IA por duas semanas. Após vários testes, o homem conseguiu que o braço virtual fizesse o que ele queria que fizesse.

Representação da interface cérebro-computador (Imagem: UCSF/Divulgação)

O dispositivo consegue pegar blocos, girá-los e movê-los para novos locais. Ele pode até mesmo abrir um armário, tirar um copo e segurá-lo em frente a um filtro de água — o que seria uma mudança de vida para pessoas com paralisia.

Agora, a equipe está refinando os modelos de IA para fazer o braço robótico se mover mais rápido e suavemente. Também há a expectativa de testar o BCI em um ambiente doméstico para, quem sabe, torná-lo acessível na vida real.

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