A história de Casey Harrell é um testemunho da capacidade humana de superação e da engenhosidade da tecnologia. Paralisado pela Esclerose Lateral Amiotrófica (ALS), Harrell vive com um conjunto de eletrodos implantados em seu cérebro há quase três anos, transformando-o no que pesquisadores chamam de “primeiro usuário avançado” de um implante cerebral de fala. Este avanço permitiu que ele se comunicasse e realizasse tarefas diárias com uma independência antes inimaginável.
Desde que começou a usar sua interface cérebro-computador (BCI) em 2023 para “falar” sentenças com a ajuda de uma equipe de pesquisa, Harrell acumulou milhares de horas de uso. Ele opera o dispositivo de forma largely independente, precisando apenas de seu cuidador para “conectá-lo”.
“Viver com uma doença como a ALS, esperam que você tenha sonhos diminuídos. Eu não tenho”, disse Harrell à MIT Technology Review. “Qualquer uma dessas coisas seria uma dádiva divina de melhoria. Ter todas elas, e muitas, muitas mais, é verdadeiramente revolucionário.”
A equipe relatou na revista Nature Medicine que, nos primeiros 22,6 meses após o implante, Harrell utilizou o dispositivo por mais de 3.800 horas em casa, sem a presença de pesquisadores. Sergey Stavisky, neuroengenheiro da Universidade da Califórnia, Davis, e membro da equipe, afirma: “Ele é o primeiro usuário avançado de uma BCI de fala.”
Decodificando a fala do cérebro
Há três anos, Harrell, então com 45 anos e já diagnosticado com ALS, confiou seu cérebro a David Brandman, professor associado de cirurgia neurológica na Universidade da Califórnia, Davis, e seus colegas. A ALS é uma doença degenerativa que gradualmente priva as pessoas do uso de seus músculos. Harrell dependia de outros para controlar sua cadeira de rodas, vestir-se e alimentar-se, e tinha dificuldades na fala.
Quando Brandman e sua equipe o convidaram para testar um implante cerebral que poderia ajudá-lo a se comunicar, Harrell aceitou. “A indústria estava [no] limiar de uma transformação, e eu queria fazer parte dela”, explicou Harrell.
Em julho de 2023, uma cirurgia de cinco horas implantou quatro conjuntos de 64 eletrodos cada em seu cérebro. Cada par de conjuntos foi conectado a um ponto de “pedestal” – criando dois pontos de encaixe na parte externa de seu crânio para conectar os eletrodos a um computador.
A equipe trabalhou por muito tempo no desenvolvimento de algoritmos para decodificar a atividade cerebral em fala. Seu sistema registra a atividade do córtex motor da fala, uma região do cérebro responsável pelos movimentos que nos permitem falar. Nicholas Card, neuroengenheiro da UC Davis e membro da equipe, explica que existem 39 fonemas que compõem todos os sons da língua inglesa americana. Mapear a atividade neural relacionada à produção de cada um desses fonemas permite à equipe criar um decodificador de fala personalizado e um software que pode “falar” essas palavras. “Primeiro vamos dos dados cerebrais para os fonemas, e depois dos fonemas para as palavras”, detalha.
Cerca de um mês após a cirurgia, a equipe ativou o decodificador de fala de Harrell. No primeiro dia de uso, em agosto, ele conseguiu se comunicar com um vocabulário de 50 palavras, com 99,6% de precisão. Posteriormente, o vocabulário foi expandido para 125.000 palavras, mantendo uma precisão de 97,5%.
Muito além da comunicação
A independência crescente de Harrell mudou tudo. Inicialmente, os pesquisadores precisavam conectá-lo fisicamente ao dispositivo. Agora, seu cuidador realiza essa tarefa, o que significa que ele acorda, é conectado e simplesmente segue com seu dia. Além de se comunicar, Harrell usa o implante para navegar na web, enviar e-mails e continuar sua carreira como ativista ambiental. Um filtro de palavrões no sistema permite que ele leia histórias para dormir para sua filha de sete anos.
Especialistas consideram o uso independente e de longo prazo de BCIs um marco. No entanto, alertam que os resultados podem variar, e que a degeneração cerebral, o tecido cicatricial e a relutância de muitos pacientes em se submeter a cirurgias invasivas ainda são obstáculos reais para uma adoção mais ampla dessa tecnologia.