Pesquisadores desvendam como cérebro de macacos processa palavras

Uma equipe de pesquisadores da Brown University usou uma interface cérebro-computador para reconstruir palavras em inglês a partir de sinais neurais gravados no cérebro de primatas. A pesquisa, publicada na revista Nature Communications Biology, pode ser um passo em direção ao desenvolvimento de implantes cerebrais capazes de ajudar as pessoas com perda auditiva.

Os sistemas cerebrais envolvidos no processamento inicial do som são semelhantes em humanos e primatas. O primeiro nível de processamento, que acontece no chamado córtex auditivo primário, classifica os sons de acordo com atributos como tom. O sinal, então, se move para o córtex auditivo secundário, onde é processado posteriormente.

Quando alguém está ouvindo palavras faladas, por exemplo, é quando os sons são classificados por fonemas, os recursos mais simples que nos permitem distinguir uma palavra da outra. Depois disso, as informações são enviadas para outras partes do cérebro para o processamento que permite a compreensão humana da fala.

Como esse processamento inicial do som é semelhante em humanos e primatas, é útil aprender como os primatas processam as palavras que ouvem, mesmo que eles provavelmente não entendam o que essas palavras significam.

Para o estudo, dois implantes do tamanho de ervilhas com microeletrodos de 96 canais registraram a atividade dos neurônios enquanto os macacos da espécie rhesus ouviam gravações de palavras em inglês. Nesse caso, os macacos ouviram palavras bastante simples de uma ou duas sílabas como “árvore”, “bom”, “norte”, “críquete” e “programa”.

Os pesquisadores processaram as gravações neurais usando algoritmos de computador desenvolvidos especificamente para reconhecer padrões neurais associados a palavras específicas. A partir disso, os dados neurais poderiam ser traduzidos novamente em fala gerada por computador.

Por fim, a equipe usou várias métricas para avaliar o grau de correspondência entre o discurso reconstruído e a palavra falada original que o macaco ouviu. A pesquisa mostrou que os dados neurais registrados produziram reconstruções de alta fidelidade que eram claras para um ouvinte humano.

Por fim, os pesquisadores esperam que esse tipo de pesquisa possa ajudar no desenvolvimento de implantes neurais e na restauração da audição das pessoas.

*Philip Ferreira é professor de Biologia.