Fala imaginada - Imagined speech

Discurso imaginado (também chamada de voz silenciosa , discurso secreto , o discurso interior , ou, na terminologia original em latim usado por médicos , endophasia ) é pensar na forma de som - “ouvir” de uma própria voz silenciosamente para si mesmo, sem o movimento intencional de quaisquer extremidades, como lábios, língua ou mãos. Logicamente, discurso imaginado foi possível uma vez que o aparecimento de linguagem, no entanto, o fenómeno é mais relacionado com a sua investigação através de processamento de sinal e de detecção dentro de electroencefalograma (EEG) de dados, bem como os dados obtidos utilizando alternativa não invasiva , interface cérebro-computador ( Dispositivos BCI) .

História

Em 2008, a Agência de Projetos de Pesquisa Avançada de Defesa dos Estados Unidos (DARPA) concedeu uma doação de US $ 4 milhões à Universidade da Califórnia (Irvine) , com a intenção de fornecer uma base para a telepatia sintética . De acordo com a DARPA, o projeto “permitirá a comunicação de usuário para usuário no campo de batalha sem o uso de voz vocalizada por meio de análise de sinais neurais. O cérebro gera sinais específicos de palavras antes de enviar impulsos elétricos às cordas vocais. Esses sinais de fala imaginados seriam analisados ​​e traduzidos em palavras distintas, permitindo a comunicação oculta de pessoa para pessoa. ” Em suas "Linguagens impossíveis" (2016), Andrea Moro discute o "som dos pensamentos" e a relação entre as unidades linguísticas e a fala imaginada, capitalizando principalmente em Magrassi et al. (2015) "Representação sonora em áreas superiores da linguagem durante a produção da linguagem".

O esboço do programa da DARPA tem três objetivos principais:

• Para tentar identificar padrões de EEG exclusivos para palavras individuais
• Para garantir que esses padrões sejam comuns a diferentes usuários, para evitar um treinamento extensivo do dispositivo
• Para construir um protótipo que iria decodificar os sinais e transmiti-los em um intervalo limitado

Métodos de detecção

O processo de análise da fala silenciosa dos sujeitos é composto de registrar as ondas cerebrais dos sujeitos e, em seguida, usar um computador para processar os dados e determinar o conteúdo da fala encoberta dos sujeitos .

Gravação

Os padrões neurais do sujeito (ondas cerebrais) podem ser registrados usando dispositivos BCI ; atualmente, o uso de dispositivos não invasivos, especificamente o EEG, é de maior interesse para os pesquisadores do que os tipos invasivos e parcialmente invasivos . Isso ocorre porque os tipos não invasivos apresentam o menor risco para a saúde do indivíduo; Os EEGs têm atraído o maior interesse porque oferecem a abordagem mais amigável, além de ter uma instrumentação muito menos complexa do que a ressonância magnética funcional (fMRIs), outra BCI não invasiva comumente usada.

Em processamento

A primeira etapa no processamento de dados não invasivos é remover artefatos como o movimento e o piscar dos olhos, bem como outras atividades eletromiográficas . Após a remoção do artefato, uma série de algoritmos é usada para traduzir os dados brutos no conteúdo da fala imaginada . O processamento também deve ocorrer em tempo real - a informação é processada à medida que é gravada, o que permite a visualização quase simultânea do conteúdo como o sujeito o imagina.

Decodificação

Presumivelmente, “pensar na forma de som” recruta áreas auditivas e de linguagem cujos perfis de ativação podem ser extraídos do EEG, dado o processamento adequado. O objetivo é relacionar esses sinais a um modelo que represente “o que a pessoa está pensando”. Este modelo poderia ser, por exemplo, a série do tempo do envelope acústico (energia) correspondente ao som se fosse fisicamente emitido. Esse mapeamento linear de EEG para estímulo é um exemplo de decodificação neural .

Um grande problema, entretanto, são as muitas variações que a mesma mensagem pode ter sob diversas condições físicas (alto-falante ou ruído, por exemplo). Portanto, pode-se ter o mesmo sinal de EEG, mas é incerto, pelo menos em termos acústicos, a qual estímulo mapear. Isso, por sua vez, torna difícil treinar o decodificador relevante.

Em vez disso, esse processo poderia ser abordado usando representações de ordem superior ('linguísticas') da mensagem. Os mapeamentos para tais representações são não lineares e podem ser fortemente dependentes do contexto, portanto, pesquisas adicionais podem ser necessárias. No entanto, sabe-se que uma estratégia 'acústica' ainda pode ser mantida pré-fixando um “modelo”, tornando conhecido ao ouvinte exatamente em que mensagem pensar, mesmo que passivamente, e de forma não explícita. Nessas circunstâncias, é possível decodificar parcialmente o envelope acústico da mensagem de fala de séries temporais neurais se o ouvinte for induzido a pensar na forma de som.

Desafios

Na detecção de outras ações imaginadas, como movimentos físicos imaginários, uma maior atividade cerebral ocorre em um hemisfério em relação ao outro. Essa presença de atividade assimétrica atua como um grande auxílio na identificação da ação imaginada do sujeito. Na detecção de fala imaginada, níveis iguais de atividade ocorrem comumente nos hemisférios esquerdo e direito simultaneamente. Essa falta de lateralização demonstra um desafio significativo na análise de sinais neurais desse tipo.

Outro desafio único é uma relação sinal-ruído (SNR) relativamente baixa nos dados gravados. Um SNR representa a quantidade de sinais significativos encontrados em um conjunto de dados, em comparação com a quantidade de sinais arbitrários ou inúteis presentes no mesmo conjunto. Os artefatos presentes nos dados de EEG são apenas uma das muitas fontes significativas de ruído.

Para complicar ainda mais as coisas, a colocação relativa dos eletrodos de EEG irá variar entre os indivíduos. Isso ocorre porque os detalhes anatômicos da cabeça das pessoas serão diferentes; portanto, os sinais gravados irão variar em cada sujeito, independentemente das características de fala imaginada específicas do indivíduo.

Veja também

Referências