Neurocientíficos e informáticos desarrollan interfaces cerebro-computadora para comunicarse con pacientes con diversos impedimentos de comunicación, ya sea porque padecen síndrome de enclaustramiento o distintas afecciones que impiden el habla.
La parálisis profunda se produce cuando se daña el tronco encefálico, generalmente a causa de un derrame cerebral, pero también como resultado de tumores, lesiones cerebrales traumáticas, mordeduras de serpiente, abuso de sustancias, infecciones o enfermedades neurodegenerativas como la esclerosis lateral amiotrófica (ELA).
Algunos pacientes en esta situación, pueden comunicarse mediante movimientos oculares intencionados y parpadeos pero otros pueden quedar completamente inmóviles, y pierden incluso la capacidad de mover los globos oculares o los párpados.
La llegada de las interfaces cerebro-máquina alimenta la esperanza de devolver la comunicación a las personas que necesitan reconectar con el mundo exterior.
Estas tecnologías suelen utilizar un dispositivo implantado para registrar las ondas cerebrales asociadas al habla y, a continuación, emplean algoritmos informáticos para traducir los mensajes deseados. Los avances más interesantes no requieren parpadeo, seguimiento ocular ni intentos de vocalización, sino que capturan y transmiten las letras o palabras que una persona dice en silencio en su cabeza.
Sarah Wandelt, estudiante de posgrado en computación y sistemas neuronales en Caltech de Pasadena, California, EEUU, aseguró que lhay primeras evidencias que las interfaces cerebro-máquina pueden descodificar el habla interna. Estos métodos, aunque prometedores, suelen ser invasivos, laboriosos y caros, y los expertos coinciden en que necesitarán mucho más desarrollo antes de poder dar voz a los pacientes enclaustrados.
David Bjånes, neurocientífico e investigador postdoctoral en Caltech, y miembro del mismo equipo de estudio, comparó la configuración de su interfaz cerebro-máquina con un partido de fútbol americano: Imagine, dijo, que su cerebro es el estadio de fútbol y que cada neurona es una persona en ese estadio. Los electrodos son los micrófonos que se bajan al estadio para poder escuchar. Esperamos colocarlos cerca del entrenador, o quizá de un locutor, o cerca de alguna persona del público que sepa realmente lo que está pasando, explicó.
“Y entonces intentamos entender lo que ocurre en el campo. Cuando oímos el rugido del público, ¿es un touchdown? ¿Fue una jugada de pase? ¿Le han dado una patada al mariscal de campo? Intentamos entender las reglas del juego, y cuanta más información podamos obtener, mejor será nuestro dispositivo”, añadió el investigador.
En el cerebro, los dispositivos implantados se sitúan en el espacio extracelular entre neuronas, allí controlan las señales electroquímicas que se mueven a través de las sinapsis, cada vez que se dispara una neurona. Si el implante capta las neuronas pertinentes, las señales que registran los electrodos parecen archivos de audio, que reflejan un patrón diferente de picos y valles para distintas acciones o intenciones.
El equipo de Caltech entrenó su interfaz cerebro-máquina para reconocer los patrones cerebrales producidos cuando un participante tetrapléjico en el estudio decía internamente seis palabras (campo de batalla, vaquero, pitón, cuchara, natación, teléfono) y dos pseudopalabras (nifzig, bindip). Tras 15 minutos de entrenamiento y utilizando un algoritmo de descodificación relativamente sencillo, el dispositivo pudo identificar las palabras con una precisión superior al 90%.
Wandelt presentó el estudio pero aún no se ha publicado en una revista científica revisada por pares, en el congreso de la Sociedad de Neurociencia de 2022, celebrado en San Diego (EEUU).
En su opinión, los resultados suponen una importante prueba de concepto, aunque habría que ampliar el vocabulario antes que un paciente pudiera frustrar a una madrastra malvada o conseguir un vaso de agua. “Obviamente, las palabras que elegimos no eran las más informativas; pero si se sustituyen por sí, no, por ciertas palabras que son realmente informativas, eso sería útil”, dijo Wandelt
En la actualidad, cerca de 40 personas de todo el mundo llevan implantadas matrices de microelectrodos, y cada vez hay más.
Muchos de estos voluntarios (personas paralizadas por accidentes cerebrovasculares, lesiones medulares o ELA) pasan horas conectados a computadoras, ayudando a los investigadores a desarrollar nuevas interfaces cerebro-máquina que permitan a otros, algún día, recuperar funciones que han perdido.
