TRADUCTOR DE SEÑALES
Un implante cerebral permite comunicarse a través del pensamiento
"Aprende" de los patrones neuronales del habla y traduce lo que dice nuestro cerebro. Por ahora no es muy rápido, pero apunta maneras según los responsables.
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Los implantes cerebrales se están perfeccionando cada vez más. Ya no solo se dirigen a una mejora de la memoria o a alterar la actividad neuronal… también podría ser "nuestro intérprete". Así lo señala un equipo de neurocientíficos de la Universidad de Duke que ha creado una prótesis capaz de traducir las señales cerebrales de una persona para que sepamos lo que está tratando de decir.
La nueva tecnología, descrita en Nature Communications, algún día podría ayudar a las personas que no pueden hablar debido a trastornos neurológicos a recuperar la capacidad de comunicarse a través de una interfaz cerebro-ordenador.
"Hay muchos pacientes que sufren trastornos motores debilitantes, como ELA (esclerosis lateral amiotrófica) o síndrome de enclaustramiento, que pueden afectar su capacidad para hablar – explica Gregory Cogan, profesor de neurología en la Universidad de Duke y líder del estudio-. Pero las herramientas actuales disponibles para permitirles comunicarse son generalmente muy lentas y engorrosas".
Imagínate escuchar un audiolibro a media velocidad. Esa es la mejor velocidad de decodificación de voz disponible actualmente, que alcanza aproximadamente 78 palabras por minuto. Sin embargo, la mayoría de las personas vamos un poco más "apuradas": alrededor de 150 palabras por minuto.
El retraso entre la velocidad del habla y la decodificada se debe en parte a los relativamente pocos sensores de actividad cerebral que pueden fusionarse en una pieza de material delgada como un papel que se coloca sobre la superficie del cerebro. A eso hay que sumarle que, si hay menos sensores, habrá menos información que se pueda descifrar y el ritmo será más lento aún.
Para sobrepasar estas limitaciones, el equipo liderado por Cogan se asoció con Jonathan Viventi (expertos en neurociencias) y cuyo laboratorio de ingeniería biomédica se especializa en el desarrollo de sensores cerebrales de alta densidad, ultrafinos y flexibles.
Para este proyecto, Viventi consiguió condensar 256 sensores cerebrales microscópicos en una pieza de plástico flexible del tamaño de un sello postal. Las neuronas que están a sólo un grano de arena de distancia pueden tener patrones de actividad tremendamente diferentes al coordinar el habla, por lo que es necesario distinguir las señales de las células cerebrales vecinas para ayudar a hacer predicciones precisas sobre el habla prevista.
Una vez desarrollado el implante, llegó el momento de probarlo en voluntarios. En una primera etapa se evaluó a cuatro participantes del ensayo. Obviamente fue necesario implantar temporalmente el dispositivo, pero no se hizo de forma exclusiva: se llevó a cabo en pacientes que se sometían a una cirugía cerebral por alguna otra afección, como el tratamiento de la enfermedad de Parkinson o la extirpación de un tumor. Cogan y su equipo tuvieron tiempo limitado para probar su dispositivo en el quirófano.
"Me gusta compararlo con un equipo de Fórmula 1 – señala Cogan -. No queremos añadir más tiempo al procedimiento operativo, por lo que teníamos que entrar y salir en 15 minutos. Tan pronto como el cirujano y el equipo médico dijeron: "¡Vamos!", nos apresuramos a actuar y el paciente realizó la tarea".
Y "la tarea" consistía en una simple actividad de escuchar y repetir. Los participantes escucharon una serie de palabras sin sentido, como "ava", "kug" o "vip", y luego pronunciaron cada una de ellas en voz alta. El dispositivo registró la actividad de la corteza motora del habla de cada paciente mientras coordinaba los casi 100 músculos que mueven los labios, la lengua, la mandíbula y la laringe.
Luego se recogieron los datos obtenidos y se utilizó un algoritmo de aprendizaje automático para ver con qué precisión podía predecir qué sonido se estaba emitiendo, basándose únicamente en los registros de la actividad cerebral.
Para algunos sonidos y participantes se alcanzó una precisión del 84%..., sin embargo, si la palabra era más extensa, el grado de acierto descendía. ¿El promedio? En general, el decodificador fue preciso el 40% del tiempo. Sí, dependiendo de las circunstancias y siendo generoso se consideraría un aprobado raspado… pero teniendo en cuenta que se trata de una traducción del cerebro, los autores se dan por satisfechos. Y, en descargo del estuio, hay que tener en cuenta que se descargó información durante apenas 90 segundos, de una prueba de un total de 15 minutos.
El objetivo es producir un implante inalámbrico y poder evaluar en mayor profundidad las capacidades del dispositivo.
"Ahora estamos desarrollando el mismo tipo de dispositivos de grabación, pero sin cables – concluye Cogan- . Podrías moverte y no tendrías que estar atado a un enchufe, lo cual es realmente emocionante. Pero todavía estamos en un punto en el que es mucho más lento que el habla natural y aún así ya podemos ver hasta dónde podría llegar".
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