Implantes
Un implante cerebral consigue que personas con parálisis vuelvan a hablar y gesticular simultáneamente a través de un avatar
Investigadores de la Universidad de California en San Francisco consiguen decodificar simultáneamente las señales cerebrales relacionadas con el habla y los movimientos.
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Hablar, asentir con la cabeza, levantar un brazo o encogerse de hombros forman parte de una conversación cotidiana. Gestos aparentemente sencillos que las personas con parálisis graves pueden perder como consecuencia de un ictus o de enfermedades neurodegenerativas. Ahora, un nuevo implante cerebral ha conseguido que dos pacientes puedan recuperar parte de esa comunicación a través de un avatar.
Investigadores de la Universidad de California en San Francisco (UCSF) han desarrollado un sistema capaz de interpretar simultáneamente las señales cerebrales relacionadas con el habla y los gestos. Después, una inteligencia artificial procesa esa información y permite que un avatar de cuerpo completo reproduzca en una pantalla las palabras y movimientos que el paciente intenta realizar.
El avance forma parte del ensayo clínico BRAVO (Brain-Computer Interface Restoration of Arm and Voice), coordinado por el neurocirujano Edward Chang, y sus resultados han sido publicados en la revista 'Nature Neuroscience'. Hasta ahora, este tipo de tecnologías habían conseguido interpretar el habla o el movimiento, pero de manera independiente.
253 electrodos para interpretar las señales del cerebro
Para conseguirlo, los investigadores implantaron en el hemisferio izquierdo de los participantes una malla metálica flexible equipada con 253 electrodos de alta definición. El dispositivo se coloca sobre la superficie de la corteza sensorimotora, implicada tanto en los movimientos corporales como en aquellos necesarios para hablar.
Uno de los principales obstáculos estaba precisamente en diferenciar ambas señales. Los investigadores comprobaron que la actividad cerebral relacionada con los brazos y aquella vinculada al habla se solapaban cuando se intentaban realizar ambas acciones simultáneamente.
La solución pasó por entrenar a la inteligencia artificial con diferentes situaciones: pacientes intentando únicamente hablar, realizando solamente gestos y combinando las dos acciones. De esta manera, el sistema aprendió a distinguir las señales y reducir las interferencias.
Hasta un 100% de precisión
Los resultados obtenidos muestran diferencias entre los dos participantes principales. Bravo-6, diagnosticado con ELA a los 56 años, consiguió un 85% de precisión en el reconocimiento de gestos y un 75% en la transcripción de frases. El sistema le permitió controlar diez expresiones físicas y diez enunciados verbales.
En el caso de Bravo-1r, un hombre que sufrió un infarto cerebral masivo en el tronco del encéfalo a los 20 años y quedó con una tetraplejia severa, la precisión alcanzó el 100% tanto para el habla como para los gestos durante varios bloques de conversación.
Mientras sus palabras aparecían como subtítulos, el avatar podía saludar con el brazo, asentir, encogerse de hombros o cerrar el puño.
Un avance todavía en fase inicial
La investigación abre la posibilidad de ampliar en el futuro el sistema a miles de palabras y decenas de movimientos sin tener que entrenar individualmente todas sus posibles combinaciones.
Sin embargo, los investigadores mantienen la cautela. El vocabulario probado todavía es limitado y los experimentos se han desarrollado en entornos controlados. También serán necesarias nuevas pruebas con un mayor número de pacientes y diferentes perfiles clínicos antes de que esta tecnología pueda convertirse en una herramienta médica de uso habitual.
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