Notícia

Decodificar a linguagem ‘imaginada’ no cérebro pode ajudar a tratar distúrbios da fala no futuro

Equipe de pesquisa conseguiu identificar certos sinais produzidos pelo cérebro quando ‘falamos com nós mesmos’

Amit Ranjan via Unsplash

Fonte

Universidade de Genebra

Data

segunda-feira, 17 janeiro 2022 06:10

Áreas

Bioinformática. Fonoaudiologia. Neurociências. Reabilitação.

E se fosse possível decodificar a linguagem interna de indivíduos privados da capacidade de se expressar? Este é o objetivo perseguido por uma equipe de neurocientistas da Universidade de Genebra (UNIGE) e dos Hospitais Universitários de Genebra (HUG), na Suíça. Após mais de quatro anos de pesquisa, eles conseguiram identificar sinais neurais promissores para capturar nossos ‘monólogos internos’. Eles também conseguiram identificar as áreas do cérebro a serem observadas prioritariamente para tentar decifrá-las no futuro. Esses resultados abrem novas perspectivas para o desenvolvimento de interfaces destinadas a pessoas que sofrem, em particular, de afasia. Os resultados foram publicados na revista científica Nature Communications.

Para que um indivíduo possa se expressar, diferentes áreas de seu cérebro devem ser ativadas. No entanto, essas regiões podem ser seriamente danificadas como resultado de danos ao sistema nervoso. Por exemplo, a esclerose lateral amiotrófica pode paralisar completamente os músculos usados ​​durante a fala. Em outros casos, após um acidente vascular cerebral, por exemplo, são as áreas do cérebro responsáveis ​​pela linguagem que são afetadas: isso é chamado de afasia. No entanto, em muitos casos, a capacidade do paciente de imaginar palavras e frases permanece parcialmente funcional.

Conseguir decodificar nossa fala interna é, portanto, de grande interesse para pesquisadores em neurociência. Mas a tarefa está longe de ser fácil, como explicou o Dr. Timothée Proix, pesquisador do Departamento de Neurociências Fundamentais da Faculdade de Medicina da UNIGE: “Vários estudos foram realizados sobre a decodificação da linguagem falada, mas muito menos sobre a decodificação da fala imaginada. Porque, neste último caso, os sinais neurais associados são fracos e variáveis ​​em comparação com a fala explícita. Eles são, portanto, difíceis de decodificar treinando algoritmos”.

Uma palavra bem escondida

Quando uma pessoa fala em voz alta, ela produz sons que são emitidos em momentos específicos. Os pesquisadores podem, assim, relacionar esses elementos tangíveis às regiões do cérebro solicitadas. No caso da fala imaginada, o processo é muito mais complexo. Os cientistas não têm informações claras sobre a sequência e o ritmo das palavras ou frases formuladas internamente pelo indivíduo. Quanto às áreas então recrutadas no cérebro, elas também são menos numerosas e menos ativas.

Para conseguir perceber os sinais neurais dessa fala tão particular, a equipe da UNIGE contou com um painel de treze pacientes hospitalizados, em colaboração com dois hospitais americanos. Eles coletaram dados por meio de eletrodos implantados diretamente nos pacientes, como um dispositivo implantado para avaliar distúrbios convulsivos. “Pedimos a essas pessoas que falassem palavras e depois as imaginassem. A cada vez, revisávamos várias bandas de frequência da atividade cerebral conhecidas por estarem envolvidas na linguagem”, explicou a Dra. Anne-Lise Giraud, professora do Departamento de Neurociências Básicas da Faculdade de Medicina da UNIGE, diretora do Institut de l’Audition em Paris e codiretora do centro nacional de pesquisa Evolving Language.

Sintonizar na frequência certa

Concretamente, os pesquisadores observaram vários tipos de frequências produzidas por diferentes áreas cerebrais quando esses pacientes estavam se expressando, oralmente ou internamente. “Em primeiro lugar, as oscilações teta (4-8Hz), que correspondem à taxa média de fala de sílabas. Em seguida, as frequências gama (25-35Hz), observadas nas áreas do cérebro onde os fonemas são formados (vogais ou consoantes, em particular). Terceiro, as ondas beta (12-18Hz) relacionadas às regiões cognitivamente mais eficientes solicitadas, por exemplo, para antecipar e prever a evolução de uma conversa. Por fim, as altas frequências de banda larga (80-150Hz) que observamos quando uma pessoa se expressa oralmente”, explicou o Dr. Pierre Mégevand, professor do Departamento de Neurociências Clínicas da Faculdade de Medicina da UNIGE e médico adjunto do HUG.

Graças a essas observações, os cientistas conseguiram mostrar que as baixas frequências e o acoplamento entre certas frequências (beta e gama em particular) contêm informações essenciais para a decodificação da fala imaginada. A pesquisa também revelou que o córtex temporal é uma área importante para eventualmente decifrar a fala interna. Localizado no lado esquerdo do cérebro, está envolvido no processamento de informações relacionadas à audição e à memória, mas, sobretudo, abriga parte da área de Wernicke, responsável pela percepção de palavras e símbolos na linguagem.

Esses resultados constituem um grande avanço na reconstrução da fala a partir da atividade neural. “Mas ainda estamos muito longe de conseguir decodificar a linguagem imaginada”, conclui a equipe de pesquisa.

Acesse o artigo científico completo (em inglês).

Acesse a notícia completa na página da Universidade de Genebra (em inglês).

Fonte: Universidade de Genebra. Imagem: Amit Ranjan via Unsplash.

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