Uma equipe chinesa de pesquisa em interface cérebro-máquina (BMI, em inglês) semi-invasiva concluiu com sucesso vários casos de implantação cortical completa de BMI, permitindo que um paciente afásico produzisse a língua chinesa e que pacientes paralisados controlassem computadores e braços robóticos.
De acordo com uma coletiva de imprensa realizada na quinta-feira pelo Instituto Chinês de Pesquisa do Cérebro em Beijing (CIBR), pelo Hospital Xuanwu, afiliado à Universidade Médica da Capital, e pela empresa NeuCyber NeuroTech (Beijing), evidências clínicas do primeiro grupo de pacientes implantados com o sistema demonstraram que mais de 98% dos canais da BMI permanecem funcionais após a cirurgia.
O NeuCyber Matrix BMI System, uma inovação conjunta do CIBR e da NeuCyber, é um sistema de BMI sem fio que apresenta um microeletrodo de filme nanoestruturado fino e flexível. O dispositivo semi-invasivo conta com um fluxo de 128 canais e é integrado a um microcircuito compacto para registro e processamento de sinais de eletrocorticografia (ECoG).
Segundo o CIBR, pela primeira vez, um paciente afásico conseguiu produzir a língua chinesa por meio do sistema de BMI semi-invasiva, recuperando a capacidade de se comunicar. Os pacientes paralisados também estão se adaptando com sucesso ao sistema e utilizando-o para controlar dispositivos externos, compensando sua perda de função motora.
O diretor do CIBR, Luo Minmin, explicou que, para interpretar com precisão os sinais de ECoG dos pacientes, o sistema utiliza três tecnologias-chave. A primeira é um micro-host de alta integração projetado para processar sinais de alto fluxo e baixa energia. A segunda é uma tecnologia de comunicação sem fio de curto alcance de nova geração, utilizada para transmissão de dados de alta largura de banda com baixo consumo de energia. A terceira é um algoritmo em tempo real, preciso e adaptável a múltiplos cenários, capaz de decodificar com precisão movimentos finos e a língua chinesa.
No início deste mês, uma equipe liderada pelo presidente do Hospital Xuanwu, Zhao Guoguang, realizou a primeira cirurgia do mundo de implantação de BMI sem fio para a língua chinesa em um paciente que havia perdido a capacidade de falar devido à esclerose lateral amiotrófica (ELA).
Auxiliada por um sistema robótico neurocirúrgico, a equipe implantou com precisão o NeuCyber Matrix BMI System na dura-máter do lado esquerdo do cérebro do paciente -- a região responsável pelo processamento da linguagem.
A cirurgia adotou uma abordagem semi-invasiva, posicionando o eletrodo fora da dura-máter para captar sinais neurais de alta qualidade com mínimo trauma, diferentemente da cirurgia de BMI invasiva, que implanta eletrodos dentro do cérebro.
Um dispositivo de controle e transmissão de sinais, do tamanho de uma moeda, também foi embutido na superfície do crânio do paciente, permitindo a transmissão eficiente de sinais neurais e o fornecimento de energia sem fio por meio da tecnologia de comunicação de campo próximo.
O paciente iniciou o treinamento de decodificação de linguagem em 14 de março, após a cirurgia. Em apenas três horas, sua precisão de decodificação em tempo real para 62 palavras de uso comum atingiu 34%. Desde então, essa precisão melhorou para 52%, segundo Zhao.
Com o auxílio de um algoritmo de correção adaptativa de erros baseado em um grande modelo de linguagem, o paciente já recuperou habilidades básicas de comunicação em chinês. O sistema conseguiu decodificar frases como "Quero beber água", "Quero comer" e "Estou muito animado hoje. Gostaria de dar um passeio com minha família." O tempo de latência da decodificação para um único caractere chinês já está abaixo de 100 milissegundos.
"A tecnologia BMI pode ajudar pacientes com deficiência na fala a recuperar suas habilidades de comunicação", disse Li Yuan, diretor de desenvolvimento de negócios da NeuCyber NeuroTech (Beijing).
"Com a tecnologia de fala sintética, aquilo que desejam dizer pode até ser ouvido", acrescentou Li.
Zhao afirmou que os resultados da cirurgia sugerem que a tecnologia de BMI semi-invasiva pode oferecer uma solução inovadora, de longo prazo e estável para a recuperação da linguagem em mais pacientes afásicos, ampliando os horizontes dessa tecnologia no diagnóstico e tratamento de doenças neurológicas.
