Poco a poco, la ciencia se acerca a hacer realidad el sueño de que quien no puede, puede. De la mano de la inteligencia artificial, el lenguaje de máquina, los algoritmos y un sinfín de tecnologías, la neurociencia nos acerca el día las personas con lesiones de la médula espinal pueden caminar; Qué personas con enfermedad de parkinson dejen de bloquearse unos a otros; que los que han perdido la sensibilidad pueden volver a jugar; o que los que han perdido la vista, sentir la luz otra vez. Ahora los neurocientíficos estadounidenses han desarrollado una interfaz cerebro-máquina (BCI) que permite comunicarse mientras se escribe mentalmente en un teclado. Según detalla una revista científica Neurociencia de la naturalezase probó con éxito en dos pacientes con parálisis, que podían escribir a alta velocidad y casi sin errores. Sólo hay dos, el sistema está en pañales, pero acerca este sueño.
En un extremo del BCI hay placas con cientos de microelectrodos colocados directamente en el cerebro. Pero no en cualquier lugar, sino en aquellas áreas de la corteza motora que trabajos anteriores y el nuestro habían identificado como responsables de los movimientos del dedo meñique. En el otro extremo hay una pantalla en la que aparece un teclado QWERTY. Hay mucha ciencia entre ellos.
“No se basa en prueba y error, sino en un proceso de calibración en el que el participante intenta escribir una serie de frases predeterminadas”, afirma Justin Jude, investigador del Centro de Neurotecnología y Neurorestauración del Hospital General de Massachusetts y primer autor del estudio. “El algoritmo de aprendizaje automático aprende entonces qué patrones de actividad neuronal (registrados) en los electrodos corresponden a cada uno de los 30 posibles movimientos de los dedos”, añade. El teclado QWERTY inglés tiene 26 letras. Los cuatro movimientos restantes involucraron un punto, una coma, un signo de interrogación de cierre y la barra espaciadora.
Después de treinta ejercicios para entrenar el sistema, los resultados son impresionantes. Uno de los participantes, al que llamaron T18, un hombre de 48 años con una lesión en la médula espinal cervical, alcanzó una velocidad de mecanografía mental de 110 caracteres por minuto, casi la misma velocidad que personas de su grupo de edad sin tetraplejía. Todo lo que podía hacer era pensar en escribir. El BCI pudo determinar que extender el dedo índice siempre tenía como objetivo presionar R o T, que bajarlo en el teclado correspondía a F y levantarlo hacia la palma indicaba que T18 quería escribir V o B. La tasa de error fue solo del 1,6%.
«Los errores más comunes fueron los que ocurrieron entre teclas controladas por dedos adyacentes, o entre movimientos que controlaban diferentes teclas con el mismo dedo», dice Jude. Para reducirlos, recurrieron a modelos de lenguaje que anticipan la intención real de T18, «similar a la autocorrección al escribir en el teclado de un teléfono inteligente, para generar una frase que el usuario probablemente quería decir», añade el investigador, también de la Escuela de Medicina de Harvard (EE.UU.).
Otro participante del estudio, T17, era un hombre de 33 años con esclerosis lateral amiotrófica (ELA) que escribía menos rápido y cometía más errores. Su menor rendimiento puede haber estado relacionado con el estado de su enfermedad, con tetraplejía, necesidad de ventilación mecánica y anartria, una incapacidad total para pronunciar palabras causada por la incapacidad de activar los músculos del habla. Pero también es posible que utilizaran menos electrodos (128 frente a 384 en T18), lo que habría afectado a su precisión, que ya estaba incluida en el diseño del estudio. Y sin embargo, a pesar de él síndrome de cautiverio Casi completo y limitado por su BCI, T17 logró escribir 47 palabras por minuto y no por dictado, sino por lo que quería decir.
T17 y T18 son dos de varios pacientes involucrados en un proyecto más grande llamado puerta del cerebroque busca todos los enfoques posibles para facilitar la comunicación de quienes no pueden comunicarse. Uno de esos enfoques fue pedir al participante que pensara en escribir. Los resultados de lo que llamaron T5 fueron muy buenos: gracias a la escritura manual, 90 caracteres por minuto dos chips en la zona del cerebro dedicada a la escritura. Se están realizando ensayos clínicos con nueve participantes en los Estados Unidos.
Los mismos insertos con estos 384 microelectrodos son utilizados por Eduardo Fernández, director del Instituto de Bioingeniería de la Universidad Miguel Hernández de Elche. Pero basándose en esto, su equipo está desarrollando BCI no para mecanografiar, sino para los que han perdido la vista volverán a ver. Como recuerda, “uno de los problemas más graves y desafiantes asociados con algunos trastornos neurológicos, como la ELA y los accidentes cerebrovasculares, es la pérdida de la capacidad de comunicarse, provocada por la falta de fuerza en los músculos responsables del habla o del movimiento de brazos, manos y dedos”. En muchos casos, como en el caso de T17 y T18, “las habilidades intelectuales y el pensamiento suelen permanecer intactos”, subraya el científico. Y esto es lo que deberíamos intentar aprovechar.
“Este estudio introduce una nueva estrategia para facilitar la comunicación de estas personas”, afirma Fernández. «A diferencia de otros enfoques en los que se pide a los sujetos que imaginen mover un cursor, el paradigma experimental es más sencillo porque sólo tienen que pensar en mover un dedo en el teclado de un ordenador normal. Así, los usuarios sólo tienen que intentar mover sus propios dedos como si estuvieran delante de un teclado físico», añade.
Aunque sólo hay dos participantes, lo importante para Fernández, que no participó en este estudio, es que «confirma que las representaciones neuronales de las habilidades motoras finas permanecen intactas en el cerebro incluso años después de la parálisis». Y para aquellos preocupados por el control mental externo, un neurocientífico aborda el problema: «Este tipo de tecnología no es capaz de leer la mente en el sentido de extraer información involuntariamente del sujeto; permite a los usuarios comunicarse utilizando señales cerebrales en lugar de señales musculares».
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