Prueban un innovador dispositivo para que pacientes con ELA o lesiones medulares vuelvan a escribir

La pérdida de la comunicación puede encontrarse entre los síntomas más devastadores para quienes padecen parálisis.

Investigadores del Instituto de Neurociencias Mass General Brigham, en colaboración con colegas de la Universidad Brown de los Estados Unidos, desarrollaron un implante experimental de interfaz cerebro-computadora (iBCI, por sus siglas en inglés) para la escritura que tiene el potencial de restaurar la comunicación con alta velocidad y precisión.

Esta herramienta, que se basa en el teclado QWERTY y en los movimientos simulados de los dedos, mostró resultados satisfactorios en dos participantes del ensayo clínico de BrainGate. Los resultados se publicaron en la revista científica Nature Neuroscience.

Los participantes dieron su consentimiento para formar parte del desarrollo que lleva a cabo un consorcio de investigación en interfaces cerebro-computadora. Son una persona con esclerosis lateral amiotrófica (ELA) y otra con una lesión medular cervical.

Daniel Rubin, doctor en medicina y doctor en filosofía y uno de los coautores explicó que, para muchas personas con parálisis que perdieron tanto el uso de las manos como el control de los músculos del habla, la comunicación puede volverse difícil o imposible.

Con frecuencia, esos pacientes deben recurrir a tecnologías de seguimiento ocular para deletrear palabras letra por letra mediante el seguimiento del movimiento de los ojos, lo que puede resultar demasiado lento para muchos usuarios.

Rubin indicó que los pacientes suelen percibir estos y otros sistemas alternativos y aumentativos de comunicación como difíciles y poco eficaces, motivo por el cual muchos los abandonan.

Interfaces cerebro-computadora

Durante años, los dispositivos de comunicación destinados a personas con parálisis resultaron poco satisfactorios, ya que suelen ser lentos, proclives a errores y complicados de usar.

Esta diferencia entre lo disponible y lo necesario motivó la labor de BrainGate, un consorcio que reúne a neurólogos, neurocientíficos, ingenieros, informáticos, neurocirujanos, matemáticos y otros investigadores de varias instituciones asociadas.

Intentan crear mejores herramientas de comunicación y movilidad para personas que presentan enfermedades neurológicas, lesiones o pérdida de miembros.

Leigh Hochberg, director del ensayo clínico y del Centro de Neurotecnología y Neurorecuperación, explicó que, desde 2004, el equipo de BrainGate ha avanzado y probado la viabilidad y eficacia de las interfaces cerebro-computadora implantables para restaurar la comunicación y la independencia de personas con parálisis.

Hochberg declaró que el consorcio BrainGate ejemplifica la fortaleza del trabajo colaborativo entre investigadores académicos y universitarios, quienes exploran las posibilidades y expanden los límites de la neurotecnología restaurativa.

Con el trabajo colaborativo se allana el camino para que la industria desarrolle dispositivos médicos implantables en beneficio de los pacientes.

El nuevo neuroprótesis para escritura iBCI de BrainGate comienza con la implantación de sensores de microelectrodos en la corteza motora, el área responsable del control del movimiento.

Luego, se presenta un teclado QWERTY frente al participante, donde cada letra se asocia a un dedo y una posición digital (arriba, abajo o flexionado).

Cuando el participante intenta, de forma intuitiva, realizar esos movimientos con los dedos, los electrodos registran la actividad eléctrica cerebral y envían una señal al sistema computacional, que traduce esta actividad neural en letras.

Finalmente, un modelo predictivo de lenguaje procesa esa información para garantizar una comunicación coherente y precisa.

Resultados de los ensayos clínicos

Los dos participantes del ensayo clínico utilizaron la nueva neuroprótesis de escritura iBCI para comunicarse de manera rápida y precisa.

Los dispositivos se calibraron con apenas 30 frases, y uno de los participantes alcanzó una velocidad máxima de escritura de 110 caracteres o 22 palabras por minuto y una tasa de error de palabra del 1,6%.

Estos resultados se encuentran en la misma escala de precisión que quienes no presentan discapacidad motriz.

Ambos participantes emplearon el dispositivo desde el propio hogar, lo que demuestra el potencial de la tecnología para ser utilizada en entornos domésticos en el futuro.

Justin Jude, doctor en filosofía e investigador posdoctoral en el Mass General Brigham, señaló que decodificar esos movimientos de los dedos permite avanzar hacia la restauración de movimientos específicos de alcance y prensión en personas con parálisis de las extremidades superiores.

Asimismo, indicó que existen posibilidades para seguir mejorando esta herramienta de comunicación, como la implementación de un teclado personalizado que permita una escritura aún más ágil.

Jude enfatizó que este desarrollo de interfaz cerebro-computadora constituye un ejemplo de la colaboración entre neurociencia moderna y tecnología de inteligencia artificial, orientada a devolver comunicación e independencia a personas con parálisis.

El trabajo recibió financiamiento por parte del Departamento de Asuntos de Veteranos de los Estados Unidos, la Asociación Estadounidense del Corazón. También la iniciativa recibió un premio piloto de la Colaboración Simons para el Cerebro Global, una beca posdoctoral de A.P. Giannini y un premio del Fondo Burroughs Wellcome.