Implante cerebral ayuda a un hombre a “hablar” a través de una computadora

(CNN en Español) – Un implante cerebral ayudó a restaurar una forma de habla en un hombre más de 15 años después de que un derrame cerebral le robara la capacidad de hablar, informaron investigadores el miércoles.

Lo llaman neuroprótesis, y aunque es solo un paciente por ahora, el equipo de la Universidad de California en San Francisco (UCSF) espera que su dispositivo pueda ayudar a otras personas paralizadas a comunicarse.

“Hasta donde sabemos, esta es la primera demostración exitosa de decodificación directa de palabras completas de la actividad cerebral de alguien que está paralizado y no puede hablar”, dijo el Dr. Edward Chang, neurocirujano de UCSF que dirigió el equipo de investigación.

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“Es muy prometedor restaurar la comunicación aprovechando la maquinaria del habla natural del cerebro”, dijo Chang en un comunicado.

El equipo implantó una serie de electrodos sobre el área del cerebro que controla el habla en un hombre que sufrió un derrame cerebral que lo dejó paralizado e incapaz de hablar a los 20 años.

El neurocirujano Edward Chang realiza una cirugía cerebral en UCSF.

“Desde su lesión, el movimiento de su cabeza, cuello y extremidades ha sido extremadamente limitado y se comunica mediante el uso de un puntero adjunto a una gorra de béisbol para marcar letras en una pantalla”, dijo UCSF en un comunicado.

“Su función cognitiva estaba intacta”, escribió el equipo en su informe, publicado en el New England Journal of Medicine.

Al hombre, ahora de unos 30 años, se le pidió que usara un vocabulario limitado mientras se ajustaba el dispositivo mediante algoritmos informáticos para traducir la actividad eléctrica de su cerebro. Luego, estas palabras se proyectaron en la pantalla de una computadora.

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UCSF tiene un video del hombre usando el dispositivo. “Buenos días”, se le anima a través de la pantalla de una computadora. “Hola”, llega la respuesta, unos segundos después, también escrito como texto en la pantalla.

Ante la pregunta “¿Cómo estás hoy?” el paciente responde, vacilante: “Estoy muy bien”.

“Decodificamos oraciones de la actividad cortical del participante en tiempo real a una tasa media de 15,2 palabras por minuto, con una tasa media de error de palabras del 25,6%”, escribió el equipo.

“Detectamos el 98% de los intentos del participante de producir palabras individuales y clasificamos las palabras con un 47,1% de precisión utilizando señales corticales que se mantuvieron estables durante el período de estudio de 81 semanas”, dijeron los investigadores.

Finalmente, el paciente, que pidió no ser identificado, ayudó al equipo a crear un vocabulario de 50 palabras que incluía algunas como “sí”, “no”, “familia”, “limpio” y “enfermera”. Estos se ampliaron a frases completas como “No, no tengo sed”.

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No es una solución permanente: el electrodo es un dispositivo grande que se coloca en la parte superior del cráneo y no se puede usar de forma continua. Pero tampoco es una maravilla de un solo experimento, dijeron los investigadores.

Ilustración que muestra la colocación del electrodo eCOG en la corteza motora del habla del participante y las etapas de la cabeza utilizadas para conectar el electrodo a la computadora.

“En aplicaciones de interfaz cerebro-computadora reportadas anteriormente, los modelos de decodificación a menudo requieren una recalibración diaria antes de su implementación con un usuario“, escribieron los investigadores. Este dispositivo, dijeron, es más estable.

“Este es un hito tecnológico importante para una persona que no puede comunicarse de forma natural, y demuestra el potencial de este enfoque para dar voz a personas con parálisis severa y pérdida del habla”, dijo David Moses, ingeniero postdoctoral en el laboratorio de Chang que trabajó en el estudio.

“Este ensayo es solo el comienzo. Este es el primer participante que ha estado en el ensayo y el primer conjunto de experimentos que fueron parte de este ensayo para demostrar que esto es posible”, dijo Chang.

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“En cuanto al hardware, necesitamos construir sistemas que tengan una resolución de datos más alta para registrar más información del cerebro y más rápidamente. En el lado del algoritmo, necesitamos tener sistemas que puedan traducir estas señales tan complejas del cerebro en palabras habladas, no texto, sino palabras habladas orales y audibles”, agregó.

“Probablemente una de las prioridades más importantes es expandir el vocabulario para que no se limite a las 50 palabras con las que comenzamos, sino algo que se pueda generalizar a todas las palabras en inglés, por ejemplo. También debemos asegurarnos que lo que vemos en este participante se puede ver con otras personas para una población de pacientes más amplia”.

Otros equipos han tratado de ayudar a hablar a personas paralizadas.

En 2017, un equipo de la Universidad de Tübingen en Alemania utilizó una gorra con sensores de electroencefalograma para ayudar a los pacientes paralizados por esclerosis lateral amiotrófica (ELA) a transmitir algunos pensamientos simples.