Se probó con éxito el primer implante cerebral de pensamiento a habla

Este implante cerebral funciona con una red neuronal para hacer coincidir los patrones cerebrales con los movimientos del tracto vocal. UCSF

Después de más de una década de desarrollo, los investigadores de UC San Francisco han demostrado, por primera vez, un implante cerebral que convierte la actividad neuronal en palabras completas. El primer participante del ensayo, un hombre paralítico de unos 30 años, ahora puede hablar con un vocabulario de 50 palabras simplemente pensando en vocalizar palabras.

La nueva tecnología innovadora es diferente a las interfaces cerebro-computadora anteriores diseñadas para ayudar a las personas con parálisis a hablar. En lugar de que una persona dirija un cursor alrededor de una pantalla para deletrear palabras, este dispositivo rastrea la actividad cerebral en las regiones que controlan los sistemas vocales. Entonces, aunque los sujetos paralizados pueden perder la capacidad de mover literalmente la boca y vocalizar palabras, su cerebro aún puede intentar enviar esas señales únicas a lugares como la mandíbula y la laringe.

"Con el habla, normalmente comunicamos información a un ritmo muy alto, hasta 150 o 200 palabras por minuto", dice el autor principal Edward Chang. "Ir directo a las palabras, como lo estamos haciendo aquí, tiene grandes ventajas porque está más cerca de cómo hablamos normalmente".

El nuevo estudio, publicado en el New England Journal of Medicine , describe a la primera persona en probar este implante experimental. El sujeto sufrió un derrame cerebral hace 15 años y solo puede comunicarse escribiendo palabras en una pantalla con un puntero adherido a una gorra de beisbol.

La matriz de electrodos de alta densidad se implantó quirúrgicamente sobre la corteza motora del habla del sujeto. Luego, durante varios meses, se registró la actividad cerebral correlacionando señales particulares con un vocabulario de 50 palabras. Luego, se entrenaron modelos de redes neuronales personalizados para reconocer la actividad cerebral e identificar las palabras en tiempo real a medida que se piensan.

Estas primeras pruebas demostraron que el hombre respondía a las consultas de los investigadores con frases completas. Preguntas como "¿Quieres un poco de agua?" fueron seguidos con respuestas del hombre como, "No, no tengo sed".

"Estábamos encantados de ver la decodificación precisa de una variedad de oraciones significativas", dice David Moses, autor principal del nuevo estudio. "Hemos demostrado que en realidad es posible facilitar la comunicación de esta manera y que tiene potencial para usarse en entornos de conversación".

Esta prueba inicial de prueba de concepto no ofreció resultados a la velocidad del rayo. Actualmente, el implante puede decodificar unas 18 palabras por minuto. Y la precisión media es solo del 75 por ciento, por lo que hay mucho margen de mejora.

Moses dice que las mejoras algorítmicas pueden mejorar la precisión y la velocidad del dispositivo. Se incorporó una especie de función de "autocorrección" en esta primera prueba, que muestra cómo el sistema puede mejorar mediante el aprendizaje por computadora y la predicción de lo que una persona quiere decir.

Está previsto que el ensayo se amplíe con la inclusión de más participantes. Los investigadores también buscan aprovechar el vocabulario del sistema y acelerar la velocidad del habla decodificada.

"Hasta donde sabemos, esta es la primera demostración exitosa de decodificación directa de palabras completas de la actividad cerebral de alguien que está paralizado y no puede hablar", dice Chang. "Muestra una gran promesa de restaurar la comunicación al aprovechar la maquinaria del habla natural del cerebro".

Fuente: UCSF

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