Hablar con familiares, jugar un juego de computadora y controlar una prótesis: todo esto se puede hacer incluso
¿Cómo vuelven las personas paralíticas a la vida normal?
James Johnson espera poder sentarse algún díaotra vez al volante. Si hace esto, entonces sólo usará el poder de sus pensamientos. En marzo de 2017, Johnson se rompió el cuello en un accidente y quedó casi completamente paralizado de los hombros para abajo.
Los especialistas en rehabilitación de Johnson le presentaronpor investigadores del Instituto de Tecnología de California (Caltech) en Pasadena. Lo invitaron a participar en un ensayo clínico de una interfaz cerebro-computadora (BCI o BCI).
Primero fue sometido a una cirugía neuroquirúrgica yimplantó dos rejillas de electrodos en la corteza cerebral. Estos electrodos registran la activación de las neuronas en el cerebro. A continuación, los investigadores utilizan algoritmos para descifrar sus pensamientos e intenciones. Luego, el sistema utiliza la actividad cerebral de Johnson para operar aplicaciones informáticas o para ayudarlo a moverse en una dirección específica.
La primera vez que Johnson utilizó la interfaz cerebro-computadora, implantada en noviembre de 2018, pudo mover un cursor por la pantalla. Para ello sólo había que pensarlo.
Desde entonces, Johnson ha utilizado el BCI para controlarun brazo robótico para jugar videojuegos y conducir un coche simulado en realidad virtual. Johnson es una de las 35 personas a las que se les ha implantado un BCI en el cerebro a largo plazo. Sólo unos 12 laboratorios realizan estudios de este tipo, pero este número va en aumento.
¿Qué tan bien leen los pensamientos los dispositivos y te ayudan a hacer lo que quieres?
En los últimos cinco años, la gama de habilidades quese puede restaurar utilizando el BCI se ha ampliado significativamente. Recién en 2021, los científicos describieron un caso en el que un paciente usó un brazo robótico que enviaba retroalimentación sensorial directamente a su cerebro. También es una prótesis del habla para quienes han perdido la capacidad de hablar debido a un derrame cerebral. Y un hombre que podía comunicarse a una velocidad récord imaginando que escribía a mano.
¿Se puede restaurar el habla?
"Una de las consecuencias más graves de una lesión cerebral es la pérdida de la capacidad de comunicarse", dice Edward Chang, neurocirujano y neurocientífico de la Universidad de California en San Francisco.
Al comienzo del trabajo con la BCI, los participantes podían moversecursor en la pantalla del ordenador, imaginando el movimiento de su mano y cómo pulsa las teclas. Dicha comunicación basada en cursor permitió la transferencia de aproximadamente 40 caracteres por minuto: un equipo dirigido por Krishna Shena, neurocientífico de la Universidad de Stanford en California, estableció un récord en 2017.
Luego, en 2021, el mismo grupo informó sobre un nuevo enfoque en el que un miembro, Dennis Degrare, podía transmitir el doble de personajes.
El colega de Shenoy, Frank Willett, le sugirió a Degrayimagínelo escribiendo las palabras a mano mientras los investigadores estudian los datos de su corteza motora. El sistema a veces tenía dificultades para analizar las señales que se referían a letras visualmente similares a la letra - r, n y h, pero en general podía identificar fácilmente todas las letras.
El algoritmo de decodificación mostró una precisión del 95 %, pero al usar la corrección automática, similar a la de un teléfono inteligente normal, la precisión aumentó al 99 %.
Pero hay otra manera de transmitir información.Edward Chang, neurocirujano y neurocientífico de la Universidad de California en San Francisco, ideó un enfoque que se enfoca en hablar en lugar de escribir. Así como el texto se compone de letras individuales, el habla se compone de unidades individuales llamadas fonemas. En inglés, hay alrededor de 50 fonemas: cada uno se puede obtener con un determinado movimiento del tracto vocal, la lengua y los labios.
El grupo de Chang trabajó primero para estudiar parteEl cerebro que genera los fonemas y, por tanto, el habla, es una región poco conocida llamada corteza laríngea dorsal. Los investigadores han creado un sistema de decodificación de voz que muestra las señales decodificadas del usuario como texto en la pantalla. En 2021, el grupo informó que el dispositivo permitía a una persona comunicarse utilizando un conjunto predeterminado de 50 palabras. La velocidad fue de 15 palabras por minuto.
En este caso, los científicos no registraron datos deneuronas individuales. En su lugar, utilizaron electrodos colocados en la superficie de la corteza cerebral, que detectan la actividad promedio de todas las neuronas. Las señales no son tan precisas como las de los electrodos implantados en la corteza cerebral, pero el enfoque es menos invasivo.
¿Existen tales dispositivos en el dominio público?
Hoy en día, la mayoría de los implantesque registra la actividad de neuronas individuales, fue creado por Blackrock Neurotech. Son desarrolladores de dispositivos médicos con sede en Salt Lake City. Pero en los últimos siete años, el interés comercial en las BCI ha aumentado espectacularmente. Por ejemplo, en 2016, el empresario Elon Musk lanzó NeuraLynx en San Francisco para desarrollar un dispositivo similar. La empresa recaudó 363 millones de dólares.
Presidente de la junta directiva de Blackrock NeurotechFlorian Solzbacher afirmó que quiere llevar el sistema BCI al mercado dentro de un año. En noviembre de 2021, la Administración de Medicamentos y Alimentos de EE. UU. (FDA), que regula los dispositivos médicos, lanzó un proceso de revisión acelerado de los productos de la empresa para facilitar su comercialización. Quizás su interfaz se convierta en el primer producto de masas en este ámbito.
Que sigue
Los expertos destacan que los desarrolladoresLos dispositivos BCI comerciales tendrán que funcionar sin supervisión experta durante meses o incluso años. También es importante asegurarse de que la interfaz funcione igualmente bien para cada usuario.
También señalaron que los avances en el aprendizaje automático ayudarán a resolver el primer problema. Pero lograr una eficiencia universal independientemente del usuario es una tarea más difícil.
Además, los especialistas en ética enfatizan queque los usuarios deben mantener el control total sobre los datos del dispositivo. Las tecnologías modernas no pueden descifrar los pensamientos privados de las personas, sin embargo, los desarrolladores tendrán datos sobre todos los diálogos del usuario, así como datos importantes sobre la salud de su cerebro. Se observa que IMC es un nuevo tipo de riesgo de ciberseguridad.
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