Un implante cerebral permite a un hombre con parálisis convertir sus pensamientos en palabras

La tecnología al servicio de la medicina crece a pasos agigantados. Al punto de casi calificar como “milagro” la posibilidad de que un hombre que no puede moverse o hablar ahora puede generar palabras y oraciones en una computadora usando solo sus pensamientos.

“La tecnología para restaurar la capacidad de comunicarse en personas paralizadas que no pueden hablar tiene el potencial de mejorar la autonomía y la calidad de vida. Un enfoque que decodifica palabras y oraciones directamente de la actividad cortical cerebral de estos pacientes puede representar un avance sobre los métodos existentes para la comunicación asistida”, comenzaron a explicar los científicos a cargo del experimento publicado en The New England Journal of Medicine.

La capacidad de poder hacer esto proviene de un dispositivo implantado experimental que decodifica señales en el cerebro del hombre que una vez controló su tracto vocal, pero que actualmente está limitado a un vocabulario de solo 50 palabras y se comunica a una velocidad de aproximadamente 15 palabras por minuto, que es mucho más lento que el habla natural.

“Esto que hicimos nos dice que es posible. Creo que hay un gran camino para mejorar esto con el tiempo “, afirma Edward Chang, neurocirujano de la Universidad de California en San Francisco y uno de los médicos responsables de este logro. Un dispositivo que permitiera a las personas que no pueden hablar comunicarse mediante circuitos cerebrales utilizados anteriormente para el habla sería “más natural y, con suerte, sin esfuerzo en comparación con los dispositivos de asistencia actuales”, agregó Chethan Pandarinath, profesor asistente en el Departamento de Ingeniería Biomédica de Emory. Universidad y Tecnología de Georgia.

Actualmente, las personas con parálisis que han perdido la capacidad de hablar suelen depender de dispositivos que utilizan los movimientos de los ojos o la cabeza para deletrear las palabras una letra a la vez. Algunos usan un dispositivo que les permite controlar el cursor de una computadora con pensamientos. El equipo de Chang quería encontrar una mejor solución para el hombre que tiene alrededor de 30 años, ha estado paralizado y no puede hablar desde que tuvo un derrame cerebral hace 15 años.

Identificado solo como Bravo para proteger su privacidad. El nombre se refiere a su estado como el primer paciente en un estudio llamado Bravo, o Restauración de la Interfaz Cerebro-Computadora del Brazo y la Voz. “El derrame cerebral lo dejó casi completamente paralizado en sus brazos y piernas, pero también en los músculos de su tracto vocal”, dice Chang. Pero las áreas del cerebro que alguna vez emitieron comandos de voz están intactas.

Señales cerebrales inactivas aprovechadas para comunicarse

Anteriormente, el equipo de Chang había desarrollado un sistema diseñado para reconocer las señales cerebrales asociadas con la intención de pronunciar palabras específicas. Las pruebas mostraron que el sistema funcionaba en personas que aún podían moverse y hablar. Pero el éxito estaba lejos de ser seguro en alguien como Bravo, dice Chang.

“No sabíamos si los comandos del habla en el cerebro seguirían funcionando después de 15 años. E incluso si pudiéramos revivir esas señales cerebrales latentes para el habla, ¿podríamos traducirlas en palabras completas?”, se preguntó el experto. Para averiguarlo, el equipo implantó sensores en la superficie del cerebro del hombre. Luego hizo un estudio por computadora de los patrones de actividad eléctrica producidos cuando intentó pronunciar 50 palabras diferentes. En el transcurso de 48 sesiones, registraron 22 horas de actividad cortical mientras el participante intentaba decir palabras individuales de un conjunto de vocabulario de 50 palabras. El proceso tomó meses.

Una vez que Bravo pudo generar palabras de manera confiable en una pantalla de computadora, el equipo comenzó a hacer que formara oraciones. Para ayudar a mejorar la precisión, el equipo agregó un programa que analizaba el contexto de cada palabra a medida que se agregaba. El sistema es un poco como el software de mensajes de texto de la mayoría de los teléfonos inteligentes. “Entonces, por ejemplo, si una palabra no se decodifica correctamente, esta función de autocorrección puede corregirla”, dice Chang.

Después de meses de ajustes en el sistema, el hombre pudo generar una palabra de manera confiable cada cuatro segundos, o aproximadamente 15 palabras por minuto. “El habla normal es del orden de 120 a 150 palabras por minuto, por lo que hay mucho espacio para mejorar”, agrega Chang. Un dispositivo capaz de decodificar palabras en el cerebro podría eventualmente ayudar a miles de personas que han sufrido un derrame cerebral o una lesión cerebral traumática, dice Krishna Shenoy, profesora de la Escuela de Ingeniería de la Universidad de Stanford.

“En una persona con anartria y cuadriparesia espástica causada por un derrame cerebral, las palabras y oraciones se decodificaron directamente de la actividad cortical durante el intento de hablar con el uso de modelos de aprendizaje profundo y un modelo de lenguaje natural”, concluyó. “Tal dispositivo también podría ayudar a las personas con esclerosis lateral amiotrófica, o ELA, una enfermedad paralizante que eventualmente hace que sea imposible hablar”, dice Shenoy. La capacidad de reconocer incluso 50 palabras en el cerebro es un gran logro, dice Shenoy. “Pero creo que eso es solo la punta del iceberg. Creo que fácilmente podrían convertirse en 500 o 5.000 palabras”. Sin embargo, hasta que eso suceda, los dispositivos que reconocen palabras completas se limitarán a la comunicación básica.

Mantener algunos pensamientos privados y otros públicos

Mientras tanto, los implantes cerebrales que permiten a las personas deletrear palabras siguen mejorando, dice Shenoy. A principios de este año, él y un equipo publicaron los resultados de un estudio que mostraba que las personas podían deletrear con rapidez y precisión utilizando un dispositivo que decodificaba las señales cerebrales que generalmente se usan para escribir a mano. “Sabemos mucho más ahora que hace 10 o 20 años sobre cómo escuchar a escondidas esas conversaciones en el cerebro”, dice Shenoy.

Sin embargo, ese tipo de escuchas podría comprometer la privacidad de una persona, dice Pandarinath. Eso se debe a que los dispositivos conectados directamente al cerebro podrían dificultar que las personas separen los pensamientos privados de los que eligen hacer públicos, dice. “Queremos asegurarnos de que los dispositivos que creamos permitan esa separación, permitan que las personas puedan tener sus pensamientos privados sin que nada se transmita al mundo”, dice.

Eso puede ser más fácil con dispositivos que dependen de señales cerebrales que controlan los músculos, dice. Eso es porque estas señales generalmente no se envían a menos que una persona haga un intento consciente de movimiento.

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