Archivo - Persona con parálisis - TDUB303/ ISTOCK - Archivo
MADRID, 15 Sep. (EUROPA PRESS) -
Una nueva interfaz cerebro-computadora (ICC) permite a las personas con parálisis del tracto vocal y del cuerpo transmitir simultáneamente habla y gestos de la parte superior del cuerpo, tal y como demuestra un trabajo de la Universidad de California en San Francisco (Estados Unidos).
Si bien las ICC ya facilitaban una u otra función en el pasado, según se publica en 'Nature Neuroscience', este nuevo sistema es el primero en permitir ambos modos de comunicación a la vez, replicando con mayor precisión la expresión natural.
Financiados por los Institutos Nacionales de la Salud (NIH), los investigadores utilizaron el aprendizaje automático para descifrar la actividad cerebral única que sustenta el habla y los gestos físicos simultáneos en tres pacientes. Su interfaz cerebro-computadora (BCI) tradujo con éxito los pensamientos de dos participantes en comandos que dictaban las expresiones de un avatar virtual de cuerpo completo.
"La conversación va mucho más allá de las palabras que se pronuncian. Es un proceso dinámico y complejo que involucra toda la corteza motora", comenta el autor principal, el doctor Edward Chang, profesor de neurocirugía en la UCSF. "Esta prueba de concepto nos demuestra que es posible que una interfaz cerebro-computadora (BCI) restaure parte de esta libertad y flexibilidad".
Las personas con síndrome de la rama lateral amiotrófica (ELA) o que han sufrido un accidente cerebrovascular en el tronco encefálico suelen quedar gravemente paralizadas, lo que puede dificultar o incluso eliminar sus capacidades verbales y no verbales. Las tecnologías de seguimiento ocular, el tratamiento estándar actual, permiten la conversión de texto a voz para los pacientes, pero son lentas, ofrecen formas de expresión limitadas y su uso puede resultar físicamente agotador.
Los investigadores han estado trabajando para brindar una solución más natural. Previamente, implantaron una delgada tira de sensores llamada matriz de electrocorticografía (ECoG) en la corteza motora de varios pacientes. Posteriormente, modelos informáticos, llamados decodificadores, tradujeron sus señales cerebrales en comandos informáticos que controlaban una cabeza y un rostro digitales.
Para este nuevo estudio, los autores utilizaron conjuntos de electrocorticografía (ECoG) en pacientes con distintos grados de parálisis del tracto vocal y del cuerpo, pero en esta ocasión su objetivo era permitir expresiones de las extremidades superiores conectando a los participantes con un avatar de un cuerpo completo. Los investigadores recopilaron datos mientras los participantes intentaban verbalizar frases específicas o realizar gestos comunes, como saludar con la mano o levantar el pulgar, tanto de forma individual como simultánea.
Las interfaces cerebro-computadora (BCI) han facilitado la comunicación verbal y no verbal en el pasado, pero intentar ambas a la vez aparentemente disminuye las capacidades del habla. Los científicos sospechaban que las señales cerebrales asociadas con el habla y los gestos simultáneos serían simplemente una suma de ambos tipos de señales, pero posteriormente descubrieron que la comunicación multimodal es más que la suma de sus partes.
A pesar de cierta superposición, la información obtenida a partir de expresiones simultáneas era muy diferente de la que se obtenía al analizar el habla o los gestos por separado. Descubrieron que los decodificadores tenían más éxito al descifrar señales de expresiones mixtas si habían sido entrenados previamente con datos recopilados mientras los participantes realizaban habla y gestos simultáneos, en lugar de aislados.
Con esta estrategia, los investigadores y los participantes demostraron que un dispositivo BCI puede permitir expresiones multifacéticas y realistas. "Estos resultados prometedores me dan la esperanza de que, en el futuro, los pacientes con parálisis grave podrán recuperar la naturaleza integral de la comunicación humana", comenta la doctora Debara Tucci, directora del Instituto Nacional de la Sordera y Otros Trastornos de la Comunicación (NIDCD) de los NIH.
Si bien la interfaz cerebro-computadora utilizada en este estudio implicaba un sistema cableado que conectaba sensores implantados a unidades de procesamiento externas, los investigadores pronto probarán una versión totalmente implantable e inalámbrica con mejores perspectivas para su aplicación a largo plazo.
