Dos estudios recientes han destacado avances prometedores en el campo de las neuroprótesis, especialmente en chips cerebrales implantados que pueden traducir las ondas cerebrales de pacientes que intentan hablar en audio y texto en una pantalla. Estos avances ofrecen esperanza para personas con condiciones médicas que afectan su capacidad de hablar, como la esclerosis lateral amiotrófica (ELA) o la parálisis por derrame cerebral.
Aunque investigaciones anteriores demostraron la posibilidad de decodificar el habla a partir de la actividad cerebral en estos pacientes, los resultados eran limitados en velocidad y precisión. Sin embargo, dos estudios recientes publicados en Nature muestran mejoras significativas en interfaces cerebro-computadora (BCI) avanzadas que pueden descifrar la actividad cerebral de manera más efectiva.
Primer estudio: traducir la actividad cerebral en texto
Investigadores de la Universidad de San Francisco desarrollaron un dispositivo que utiliza electrodos en la superficie del cerebro para registrar la actividad cerebral relacionada con el habla. Esta interfaz cerebro-computadora (BCI) puede generar texto escrito, habla audible y un avatar que habla simultáneamente.
Entrenaron el modelo con datos cerebrales de un paciente con parálisis severa debido a un derrame cerebral, logrando una decodificación estable a lo largo del tiempo y una velocidad de transcripción de 78 palabras por minuto con una tasa de error del 4,9%, acercándose a la conversación natural. Estos avances son prometedores para mejorar la comunicación en personas con discapacidades del habla.
Además, las señales cerebrales se convirtieron directamente en sonidos de voz sintetizados que los oyentes no entrenados podían entender. También se personalizaron para adaptarse al habla del participante antes de su lesión. Esta BCI demostró la capacidad de descifrar movimientos faciales y expresiones no verbales, abriendo la puerta a una comunicación más rica y expresiva para personas con parálisis.
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Así, estas neuroprótesis multimodales ofrecen a las personas con parálisis mayores opciones para comunicarse de una manera más natural y efectiva. Los investigadores esperan que, en los próximos 5 a 10 años, se pueda desarrollar un dispositivo clínicamente viable, aunque se requiere más validación y pruebas en una variedad de participantes, especialmente aquellos con diferentes condiciones médicas.
Segundo estudio: microelectrodos para registrar señales neuronales
En un segundo estudio publicado en Nature, se utilizó una técnica más invasiva al insertar electrodos de silicio en el cerebro de una paciente con ELA mientras entrenaban una red neuronal artificial para decodificar sus intentos de habla. La paciente, Pat Bennett, experimentó una mejora significativa en su capacidad de comunicación, logrando una velocidad de 62 palabras por minuto en la pantalla de una computadora para sus intentos de habla, con una baja tasa de error en un vocabulario de 50 palabras.
Este enfoque se basa en microelectrodos Utah, que registran señales neuronales con alta resolución a nivel de neuronas individuales, lo que resultó en una precisión y velocidad mejoradas en la decodificación del habla. Aunque es un prototipo en fase de investigación, este dispositivo ofrece la esperanza de una comunicación más efectiva para personas con dificultades debidas a enfermedades como la ELA.
El dispositivo funciona mediante matrices implantadas conectadas a la computadora a través de hilos de oro, con un algoritmo de inteligencia artificial que decodifica la información del cerebro de Bennett. A medida que el algoritmo aprende a identificar la actividad cerebral relacionada con sus intentos de hablar, introduce secuencias de fonemas con un sistema de autocorrección sofisticado. Bennett participó en sesiones de entrenamiento para enseñar al algoritmo a reconocer patrones de actividad cerebral asociados con cada fonema, mejorando el sistema a medida que se familiarizaba con su actividad cerebral durante los intentos de hablar.
Bennett, quien tiene ELA, resaltó el potencial transformador de esta tecnología en la vida cotidiana, permitiendo una comunicación más fluida y rápida en situaciones cotidianas como compras, citas y conversaciones telefónicas, brindando una nueva esperanza a quienes enfrentan dificultades en la comunicación debido a condiciones médicas.
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