Avance significativo en la tecnología de interfaz cerebro-ordenador, con el potencial de cambiar radicalmente la vida de personas con ELA y otras enfermedades neurodegenerativas que afectan la comunicación.
Por: Katherine Ardila
En un gran avance, un equipo de investigadores de la Universidad de California en Davis ha desarrollado una interfaz cerebro-ordenador (BCI, por sus siglas en inglés) que permite a personas con esclerosis lateral amiotrófica (ELA) recuperar la capacidad de comunicarse. Esta innovadora tecnología, que traduce señales cerebrales en voz con una precisión de hasta el 97%, representa un avance significativo para aquellos que han perdido la capacidad de hablar debido a la parálisis o a enfermedades neurodegenerativas.
El estudio, publicado recientemente en el New England Journal of Medicine, describe cómo investigadores del UC Davis Health implantaron sensores en el cerebro de Casey Harrell, un hombre de 45 años afectado por ELA, para probar el sistema BCI.
Implantación de sensores en el cerebro para regular el habla
La ELA, también conocida como la enfermedad de Lou Gehrig, es una enfermedad neurodegenerativa que afecta las neuronas motoras, conduciendo a una pérdida progresiva de la capacidad de movimiento y, en etapas avanzadas, de la capacidad de hablar.
El dispositivo BCI, implantado en la región del cerebro responsable de coordinar el habla, es capaz de interpretar las señales cerebrales de Harrell cuando intenta hablar. Estas señales son luego convertidas en texto, que es "hablado" en voz alta por una computadora.
Lo impresionante es que la voz generada por el sistema se asemeja a la de Harrell antes de que la enfermedad afectara su habla, utilizando un software entrenado con muestras de audio de su voz previa.
Primer dispositivo que cuenta con una precisión de vocabulario y respuestas coherentes del 97,5%
En el momento de su participación en el ensayo clínico BrainGate, Harrell presentaba debilidad severa en brazos y piernas (tetraparesia), y su habla era casi ininteligible (disartria). Sin embargo, el sistema BCI permitió que Harrell se comunicara de manera efectiva, tanto en conversaciones espontáneas como provocadas, mostrando en la pantalla las palabras que intentaba decir y leyéndolas en voz alta con su propia voz sintetizada.
La precisión del sistema es notable. En una sesión de entrenamiento inicial, el dispositivo logró una precisión del 99,6% con un vocabulario reducido de 50 palabras. Cuando el tamaño del vocabulario se incrementó a 125,000 palabras, el sistema mantuvo una precisión del 90,2%, superando significativamente a otros sistemas de BCI anteriores que tenían dificultades para interpretar correctamente las señales cerebrales. Después de la recopilación continua de datos, la precisión se estabilizó en un impresionante 97,5%.
"Esta tecnología es transformadora porque brinda esperanza a las personas que quieren hablar pero no pueden", comentó Sergey Stavisky, uno de los investigadores principales. "La primera vez que probamos el sistema, lloró de alegría cuando las palabras que estaba tratando de decir correctamente aparecieron en la pantalla. Todos lo hicimos". Además, Stavisky explicó cómo el sistema es resistente al ruido eléctrico transitorio y a señales neuronales no relacionadas con el habla, evitando la interpretación incorrecta de sonidos o movimientos involuntarios, como toses o estiramientos de mandíbula.
Nicholas Card, primer autor del estudio, destacó la importancia de esta precisión: "Los anteriores sistemas BCI de voz cometían errores de vocabulario con mayor frecuencia. Esto dificultaba que el usuario se entendiera de manera consistente y era una barrera para la comunicación". El sistema BCI de UC Davis, en contraste, ha demostrado ser capaz de superar estas barreras, permitiendo una comunicación clara y precisa en tiempo real.
Estudios a futuro
Harrell utilizó el dispositivo durante más de 248 horas a lo largo de 84 sesiones de recopilación de datos, distribuidas en 32 semanas. Su experiencia sugiere que este tipo de tecnología no solo es viable, sino que podría tener un impacto transformador en la vida de personas con ELA y otras condiciones neurológicas graves.
El futuro del BCI es prometedor, pero los investigadores reconocen que todavía queda trabajo por hacer. "Tanto este estudio como los otros mencionados incluyeron a un solo participante, lo que hace difícil determinar el grado de personalización que puede requerir una BCI del habla de persona a persona. Esta será una importante vía de investigación de cara al futuro", señaló uno de los científicos. Además, se espera que el sistema pueda adaptarse a personas en fases más avanzadas de ELA, así como expandirse para incluir a más participantes y mejorar aún más su precisión y aplicabilidad.
Por último, los autores del estudio comentaron sobre la importancia de los voluntarios en el proyecto BrainGate, quienes se unieron a estos ensayos clínicos sin esperar un beneficio personal, sino con la esperanza de ayudar a desarrollar un sistema que pueda restaurar la comunicación y la movilidad para otros.
Leigh Hochberg, otro de los autores, concluyó: "Merecen un tremendo crédito por unirse a estos primeros ensayos clínicos. Lo hacen para ayudarnos a desarrollar un sistema que restaure la comunicación y la movilidad de otras personas con parálisis".
Fuente consultada aquí.