La pérdida de la comunicación se encuentra entre las consecuencias más devastadoras para las personas que padecen parálisis, ya sea por enfermedades neurológicas o por lesiones en la médula espinal. Frente a este desafío, científicos de Estados Unidos desarrollaron una tecnología experimental que podría transformar la forma en que estos pacientes vuelven a expresarse.
Investigadores del Mass General Brigham Institute for Neuroscience, en colaboración con colegas de la Brown University, crearon un implante experimental de interfaz cerebro-computadora para escritura, conocido como iBCI por sus siglas en inglés.
El sistema fue diseñado con el objetivo de traducir señales neuronales en texto en tiempo real, permitiendo que personas con parálisis puedan escribir nuevamente mediante la interpretación de la actividad cerebral.
Los resultados del desarrollo fueron publicados en la revista científica Nature Neuroscience, donde se detallan los primeros ensayos clínicos y el funcionamiento del dispositivo.
El ensayo clínico y los participantes
El dispositivo fue probado en dos participantes que formaron parte del ensayo clínico del consorcio de investigación BrainGate.
Los voluntarios que participaron del estudio dieron su consentimiento informado para formar parte del proyecto y presentaban condiciones neurológicas diferentes:
Una persona con esclerosis lateral amiotrófica (ELA)
Una persona con una lesión medular cervical
Ambos pacientes presentan dificultades severas para comunicarse debido a la pérdida del control de las manos o de los músculos del habla, lo que convierte a la comunicación en un proceso extremadamente complejo.
El médico e investigador Daniel Rubin, uno de los coautores del estudio, explicó que para muchas personas con parálisis la comunicación puede volverse difícil o incluso imposible cuando se pierde simultáneamente el movimiento de las manos y la capacidad de hablar.
Las limitaciones de los sistemas actuales
Hasta ahora, muchos pacientes con parálisis deben recurrir a tecnologías de seguimiento ocular, sistemas que permiten seleccionar letras mediante el movimiento de los ojos.
Este método, aunque útil, presenta importantes limitaciones:
Permite deletrear palabras letra por letra
Puede resultar demasiado lento para muchos usuarios
Exige un alto nivel de concentración y precisión visual
Según explicó Rubin, muchos pacientes consideran que estos sistemas alternativos y aumentativos de comunicación son difíciles de utilizar y poco eficaces, lo que provoca que en numerosos casos terminen abandonándolos.
Durante años, los dispositivos disponibles para personas con parálisis han sido lentos, propensos a errores y complejos de manejar, lo que generó una brecha entre lo que la tecnología ofrece y lo que los pacientes realmente necesitan.
Cómo funciona la neuroprótesis de escritura
La nueva neuroprótesis iBCI para escritura funciona a partir de un sistema que combina sensores cerebrales, procesamiento computacional y modelos de lenguaje.
El proceso tecnológico se desarrolla en varias etapas:
1. Implantación de sensores
Se implantan sensores de microelectrodos en la corteza motora, la región del cerebro responsable del control del movimiento.
2. Interacción con un teclado virtual
Luego se presenta frente al participante un teclado QWERTY, en el cual:
Cada letra está asociada a un dedo
Cada letra corresponde a una posición digital específica (arriba, abajo o flexionado)
3. Registro de actividad cerebral
Cuando el participante intenta realizar de forma intuitiva esos movimientos con los dedos, los electrodos registran la actividad eléctrica del cerebro.
4. Traducción de señales
La señal neural es enviada a un sistema computacional, que traduce esa actividad en letras.
5. Procesamiento del lenguaje
Finalmente, un modelo predictivo de lenguaje procesa la información para generar mensajes coherentes y precisos.
Resultados obtenidos en los ensayos
Los resultados obtenidos durante el ensayo clínico mostraron niveles de desempeño altamente prometedores. Los dos participantes pudieron comunicarse de manera rápida y precisa mediante el sistema.
Entre los principales resultados se destacan:
Calibración del dispositivo con apenas 30 frases
Velocidad máxima de escritura de 110 caracteres
Equivalente a 22 palabras por minuto
Tasa de error de palabra del 1,6%
Estos niveles de precisión se encuentran en la misma escala que la escritura de personas sin discapacidad motriz, según los investigadores.
Otro aspecto destacado del ensayo es que los participantes utilizaron el dispositivo desde sus propios hogares, lo que demuestra el potencial de la tecnología para ser aplicada en entornos domésticos en el futuro.
El futuro de las interfaces cerebro-computadora
El investigador posdoctoral Justin Jude explicó que decodificar los movimientos simulados de los dedos permite avanzar hacia un objetivo aún mayor.
Según señaló, este tipo de tecnología podría contribuir en el futuro a restaurar movimientos específicos de alcance y prensión en personas con parálisis de las extremidades superiores.
Además, los científicos consideran que el sistema podría mejorar aún más mediante nuevos desarrollos tecnológicos, como la implementación de teclados personalizados que permitan una escritura más rápida.
Jude destacó que este avance representa un ejemplo del trabajo conjunto entre la neurociencia moderna y la inteligencia artificial, orientado a devolver comunicación e independencia a personas con parálisis.