Perder la capacidad de comunicación es uno de los problemas más devastadores para las personas con parálisis. Recuperarla es uno de los grandes desafíos de la neurotecnología. Un equipo científico probó ahora un dispositivo implantable que permitió la comunicación rápida entre un paciente con esclerosis lateral amiotrófica (ELA) y otro con lesión medular.
El estudio, liderado por investigadores del Instituto de Neurociencia del Mass General Brigham, en Boston, y de la Universidad de Brown, en Rhode Island (Estados Unidos), describe una neuroprótesis de escritura con interfaz cerebro-computadora (iBCI, por sus siglas en inglés). El sistema, que aún se encuentra en fase de investigación, busca restaurar la comunicación con mayor rapidez y precisión.
La herramienta utiliza un teclado Qwerty —el más común— y descifra la intención de movimiento de los dedos del usuario. El sistema funcionó con éxito en dos participantes del ensayo clínico del consorcio BrainGate: uno con ELA y otro con una lesión cervical de la médula espinal.
Los resultados del estudio se publicaron este lunes en la revista Nature Neuroscience.
Un desafío para quienes pierden el habla
Para muchas personas con parálisis, la pérdida del uso de las manos y de los músculos del habla puede hacer que la comunicación resulte difícil o incluso imposible.
“A menudo, las personas con discapacidades motoras y del habla graves terminan dependiendo de tecnologías como el seguimiento ocular: deletrear palabras letra por letra mediante un sistema de seguimiento del movimiento de los ojos. Esos sistemas tardan demasiado para muchos usuarios”, explicó Daniel Rubin, investigador del Mass General Brigham y autor principal del estudio.
Según Rubin, aunque estos sistemas pueden resultar útiles, también suelen ser frustrantes para los usuarios, por lo que las interfaces cerebro-computadora (BCI) pueden convertirse en una alternativa relevante.
Las interfaces cerebrales son sistemas electrónicos que utilizan sensores implantados en el cerebro para comunicarse con el sistema nervioso, que también opera mediante señales eléctricas. Estas herramientas registran la actividad neuronal y la traducen en información comprensible para una computadora.
En el caso de la neuroprótesis de escritura iBCI desarrollada por BrainGate, los sensores de microelectrodos se implantan en la corteza motora, la región del cerebro encargada de controlar el movimiento.
Frente al participante se coloca un teclado Qwerty en el que cada letra está asociada a posiciones específicas de los dedos —arriba, abajo o flexionados—. Cuando el paciente intenta moverlos, los electrodos registran la actividad eléctrica del cerebro y la envían a un sistema informático que traduce esas señales en letras.
El resultado final se procesa mediante un modelo de lenguaje predictivo, lo que mejora la precisión del texto generado.
Resultados del ensayo clínico
Los dos participantes del ensayo —uno con ELA avanzada y otro con lesión medular— lograron comunicarse de forma rápida y precisa con la nueva neuroprótesis.
Ambos calibraron el sistema utilizando apenas 30 frases. Uno de ellos alcanzó una velocidad máxima de 110 caracteres por minuto (22 palabras por minuto), con una tasa de error del 1,6 %, un nivel comparable al de una persona sin discapacidad.
Además, los participantes utilizaron el dispositivo desde sus propios hogares, lo que demuestra el potencial de uso doméstico de esta tecnología en el futuro.
“Decodificar estos movimientos de los dedos también es un gran paso hacia la posibilidad de restaurar movimientos complejos de alcance y agarre en personas con parálisis de las extremidades superiores”, señaló Justin Jude, investigador del Mass General Brigham y primer autor del estudio.
No obstante, los investigadores señalan que aún hay margen de mejora. Entre las posibilidades futuras se encuentran el desarrollo de sistemas de estenografía o teclados personalizados que permitan aumentar la velocidad de escritura.
“Nuestra BCI es un ejemplo de cómo la neurociencia moderna y la inteligencia artificial pueden combinarse para crear tecnologías capaces de restaurar la comunicación y la independencia de las personas con parálisis”, concluyó el equipo investigador.
