Neuroprótesis: cómo devolverle el habla a alguien con parálisis cerebral que la ha perdido

Si algo nos diferencia a los seres humanos del resto de animales es la capacidad de hablar. Esa forma única de comunicarnos nos ha permitido evolucionar hasta donde lo hemos hecho.

Sin embargo, existen cientos de miles de personas en todo el mundo que por una razón u otra han perdido la capacidad de comunicarse mediante el habla.

Accidentes de tráfico, enfermedades cardiovasculares o cerebrales… las posibles causas que acaban haciendo perder el hablar a un ser humano son muy variadas.

Ahora, gracias a la ciencia, a la investigación y a la Inteligencia Artificial, se abre un campo nuevo de posibilidades para la especie humana y para quienes por una u otra razón han perdido la posibilidad de hablar.

Y es que, investigadores de la Universidad de California San Francisco, en Estados Unidos, han logrado convertir en palabras y oraciones los pensamientos de un paciente con parálisis cerebral severa, que este domingo, 6 de octubre, celebra su Día Mundial.

BRAVO1 (Restauración de la interfaz cerebro-computadora del brazo y la voz), que así han venido a llamarle en el proceso que ha durado la investigación, ha logrado comunicarse y responder a preguntas de los investigadores en diálogos sencillos mediante el uso de unas cincuenta palabras:

• "¿Cómo estás hoy?" / "Estoy muy bien".
• "¿Quieres un poco de agua?" / "No, no tengo sed".

"Esta es la primera demostración exitosa de decodificación directa de palabras completas a partir de la actividad cerebral de alguien que está paralizado y no puede hablar".

Es una gran opción para "restaurar la comunicación al aprovechar la maquinaria del habla natural del cerebro", señala Edward Chang, neurocirujano de la Cátedra Joan y Sanford Weill de Cirugía Neurológica en la Universidad de California San Francisco.

El paciente sobre el que se han llevado a cabo los ensayos, BRAVO1, sufrió hace quince años un grave accidente que acabó por provocarle irreparables daños en la conexión entre su cerebro y su tracto vocal y sus extremidades, imprescindible para el habla.

El estudio ha sido publicado en la revista científica New England Journal of Medicine.

Así funciona la "neuroprótesis"

La forma en que el equipo investigador de San Francisco se ha puesto a trabajar es mediante la traducción de las señales destinadas a controlar los músculos del sistema vocal para "producir" palabras.

De esta manera, y en comparación con aplicaciones pasadas que apostaban por la ortografía para escribir letras en una pantalla, se logran aprovechar los aspectos naturales y fluidos del habla y se logra una comunicación más rápida y orgánica.

Se reduce el tiempo para lograr esa comunicación y se aumenta la producción de palabras por minuto.

En una conversación normal emitimos entre 150 y 200 palabras por minuto, con el invento de la Universidad de California San Francisco, BRAVO1 ha logrado emitir hasta 18 palabras por minuto.

Ir directo a las palabras, como lo estamos haciendo en nuestro estudio, tiene grandes ventajas porque está más cerca de cómo hablamos normalmente

Para llegar a este punto, BRAVO1 tuvo que someterse a la creación de un vocabulario propio con los investigadores, de un total de 50 palabras.

Palabras que el equipo logró reconocer a partir de la actividad cerebral mediante el uso de algoritmos informáticos.

Una vez obtenidos, los patrones de actividad neuronal que registraban ese intento de BRAVO1 de "hablar" fueron traducidos mediante el uso de Redes Neuronales Profundas (Deep Learning), esto es, una disciplina de la Inteligencia Artificial.

Con cada intento de comunicación, estas redes distinguen patrones en la actividad cerebral del paciente e identifican las palabras concretas a las que se refiere y que habían sido previamente aprendidas.

Todo esto se basó en el implante de una matriz de electrodos de alta intensidad sobre la corteza motor del habla de BRAVO1.

El éxito de esa "neuroprótesis" ha sido del 93% en cada traducción de actividad cerebral a palabra.

"Nos emocionó ver la decodificación precisa de una variedad de oraciones significativas. Hemos demostrado que es posible facilitar la comunicación de esta manera y que tiene potencial para usarse en entornos de conversación", indica David Moses, PhD, ingeniero postdoctoral en el laboratorio de Chang y uno de los autores principales del estudio.

Una investigación y unos hallazgos que permiten pensar en la más que probable realidad de que la tecnología, la Inteligencia Artificial concretamente, pueda devolverle el habla a esos seres humanos que la han perdido, por una u otra razón.