Aparelhos Auditivos Leram Seu Cérebro

Aparelhos auditivos que lêem seu cérebro saberão quem você quer ouvir

Se você tiver dificuldade para ouvir, pode ser difícil distinguir um único alto-falante em uma sala barulhenta. Um sistema que amplifica a voz que você quer ouvir poderia ajudar.

Imagine que você está tentando ter uma conversa com seu melhor amigo no meio de um bar barulhento. Apesar do ruído de fundo que distrai, você é capaz de filtrar o burburinho e ainda pode ouvir as melhores fofocas de seus amigos. Esse chamado “efeito de coquetel” vem naturalmente para muitos de nós, mas para as pessoas que usam aparelhos auditivos, lidar com ruídos irrelevantes é difícil e profundamente frustrante.


Um novo sistema potencialmente transformador, no entanto, pode descobrir quem você quer ouvir e amplificar essa voz. Para entender a intenção do ouvinte, ele usa eletrodos colocados no córtex auditivo, a seção do cérebro (apenas dentro da orelha) que processa os sons. À medida que o cérebro se concentra em cada voz, gera uma assinatura elétrica reveladora para cada alto-falante.


Um algoritmo de aprendizagem profunda que foi treinado para diferenciar vozes diferentes procura a correspondência mais próxima entre essa assinatura e a dos vários alto-falantes na sala. Em seguida, amplifica a voz que combina melhor, ajudando o ouvinte a se concentrar no desejado.

O sistema, descrito na Science Advances, e criado por uma equipe liderada por pesquisadores da Universidade de Columbia, foi testado em três pessoas sem perda auditiva que foram submetidas a uma cirurgia no North Shore University Hospital, em Nova York. Eles tinham eletrodos implantados como parte de seu tratamento para a epilepsia, o que significa que seus sinais cerebrais poderiam ser monitorados. Os participantes foram gravados com uma fita de quatro pessoas diferentes falando continuamente. Os pesquisadores interromperam a gravação intermitentemente e pediram aos sujeitos que repetissem a última frase antes da pausa, para garantir que estavam ouvindo corretamente. Eles conseguiram fazê-lo com uma precisão média de 91%.

Há uma desvantagem óbvia: o sistema atual envolve uma cirurgia no cérebro para implantar os eletrodos. No entanto, os pesquisadores dizem que as ondas cerebrais podem ser medidas usando sensores colocados dentro ou sobre o ouvido, o que significa que o sistema pode eventualmente ser incorporado a um aparelho auditivo (embora isso seja menos preciso). Também pode ser usado por pessoas sem perda auditiva que desejam aumentar sua capacidade de se concentrar em uma voz.


Outra dificuldade é o intervalo de tempo. São apenas alguns segundos, mas pode significar perder o início da sentença de alguém, diz Nima Mesgarani, do Laboratório de Processamento Acústico Neural da Universidade de Colúmbia, que foi co-autora do artigo. Há uma tensão inerente entre a precisão e a velocidade de se concentrar em um falante específico, diz ele - em outras palavras, quanto mais tempo o sistema tem que ouvir, mais preciso ele é. Esta questão exige mais pesquisas para resolver, mas ele diz que este tipo de dispositivo pode estar disponível comercialmente em apenas cinco anos.

Este estudo é apenas uma prova de conceito, mas mostra um potencial excitante, diz Behtash Babadi, do Departamento de Engenharia Elétrica e de Computação da Universidade de Maryland, que não esteve envolvido na pesquisa.


"Dentro de alguns segundos, alguém usando um dispositivo como este poderia silenciar todos, mas a pessoa que eles querem ouvir", diz ele. “Este trabalho é o primeiro a realmente resolver esse problema, e é um salto para tornar essa solução uma realidade.