Implante cerebral traduce los pensamientos de un hombre paralítico en texto con un 94% de precisión

En 2007 un hombre sufrió una lesión en la médula espinal, como consecuencia quedó paralizado del cuello hacia abajo. Gracias a un sistema de implante cerebral se pueden comunicar sus pensamientos desde una escritura imaginaria hasta el texto real.

El aparato forma parte de una alianza de colaboración de investigación de big data llamada BrainGate, que tiene una interfaz cerebro-computadora (BCI), que usa la inteligencia artificial con el objetivo de interpretar la actividad neuronal que se generan durante la escritura a mano.

En esta situación, el hombre llamado T5 en el estudio, y que tenía 65 años en el momento del experimento, no estaba escribiendo nada, ya que su mano estaba paralizada durante varios años, junto con varias extremidades.

No obstante, en la investigación publicada en Nature a principios de año, el hombre se concentró al nivel de que estuviera escribiendo, y efectivamente, pensando en trazar las letras en un papel con un bolígrafo, los dos imaginarios.

Al momento en que lo hacía, los electrodos implantados en su corteza motora daban registro de señales de su actividad cerebral, que luego eran traducidas por algoritmos que se ejecutaban en una computadora externa, decodificando las trayectorias imaginarias de la pluma de T5, que dibujaban en la mente las 26 letras del alfabeto y otros signos de puntuación.

«Este nuevo sistema utiliza tanto la rica actividad neuronal registrada por los electrodos intracorticales como el poder de los modelos de lenguaje que, cuando se aplican a las letras decodificadas neuronalmente, pueden crear texto rápido y preciso», dice el autor del estudio Frank Willett, un protésico neuronal investigador de la Universidad de Stanford.

Sistemas similares han sido desarrollados como parte de BrainGate, y han estado traduciendo la actividad cerebral a texto durante un largo tiempo, pero las versiones anteriores se han centrado en diferentes metáforas cerebrales para apuntar qué caracteres escribir, como escribir con un clic y señalar con un cursor de computadora controlado por la mente humana.

A pesar de esto, no se sabía a ciencia cierta qué tan bien las representaciones neuronales de la escritura a mano (que es una habilidad más rápida y diestra) pudieran retenerse en el cerebro, ni qué tan eficazmente pudieran aprovecharse para comunicarse con una interfaz cerebro-computadora.

«Hemos aprendido que el cerebro conserva su capacidad para prescribir movimientos finos una década después de que el cuerpo ha perdido su capacidad para ejecutar esos movimientos», dice Willett.

«Y hemos aprendido que los movimientos intencionados complicados que involucran velocidades cambiantes y trayectorias curvas, como la escritura a mano, se pueden interpretar más fácil y rápidamente mediante los algoritmos de inteligencia artificial que estamos usando que los movimientos intencionados más simples, como mover un cursor en línea recta. camino a una velocidad constante «.

Los autores mencionan que las letras alfabéticas son muy diferentes entre sí entre cada persona, por lo que la Inteligencia Artificial puede traducir la intención del usuario más rápidamente a medida que se dibujan los personajes, a diferencia de otros sistemas que no usan gran cantidad de entradas distintas en una forma similar.

A pesar del gran potencial que tiene esta tecnología, los investigadores aseguran que es sólo una prueba de concepto hasta ahora, por lo que definitivamente no es un producto completo, ni clínicamente viable todavía.

Los siguientes pasos de la investigación incluyen: enseñar a otras personas para que usen el dispositivo, expandir el conjunto de caracteres para incluir más símbolos (como  es el caso de las letras mayúsculas), mejorar la sensibilidad del sistema y agregar herramientas de edición más elaboradas para el usuario.

Este tipo de inventos nuevos, son emocionantes y esperanzadores para personas que han perdido la capacidad de comunicarse, a pesar de que aún queda un gran trabajo por hacer.

«Nuestros resultados abren un nuevo enfoque para las BCI y demuestran la viabilidad de decodificar con precisión movimientos rápidos y diestros años después de la parálisis», escriben los investigadores.

«Creemos que el futuro de las BCI intracorticales es brillante».

La publicación original se encuentra en Nature.

 

Ricardo Costello

Egresado del Tecnológico de Monterrey. Apasionado por la Ciencia.

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