El Implante ha hecho posible comunicar los pensamientos de una persona desabilitada.
Al intentar escribir a mano, el participante del estudio escribió 90 caracteres por minuto, más del doble del récord anterior para escribir con una “interfaz cerebro-computadora”, informaron Shenoy y sus colegas en la revista Nature el 12 de mayo de 2021.
Un hombre con parálisis del cuello debido a una lesión en la médula espinal que sufrió en el 2007, ha demostrado que es posible comunicar sus pensamientos, gracias a un sistema de implante cerebral que traduce su escritura imaginaria en texto real.
El dispositivo, parte de una colaboración de investigación de larga data llamada BrainGate, es una interfaz cerebro-computadora (BCI) que utiliza inteligencia artificial (IA) para interpretar señales de actividad neuronal generadas durante la escritura. La interfaz cerebro-computadora convierte la escritura mental en texto en la pantalla.
En este caso, el hombre, llamado T5 en el estudio y que tenía 65 años en el momento de la investigación, no estaba escribiendo, ya que su mano, junto con todas sus extremidades, habían estado paralizadas durante varios años.
Pero durante el experimento, informado en Nature a principios del año 2021, el hombre se concentró como si estuviera escribiendo, efectivamente, pensando en hacer las letras con una pluma y un papel imaginarios.
Mientras hacía esto, los electrodos implantados en su corteza motora registraron señales de su actividad cerebral, que luego fueron interpretadas por algoritmos que se ejecutaban en una computadora externa, decodificando las trayectorias imaginarias de la pluma del paciente ‘T5′, que trazó mentalmente las 26 letras del alfabeto y algunos signos de puntuación básicos. .
“Este nuevo sistema utiliza tanto la rica actividad neuronal registrada por los electrodos intracorticales como el poder de los modelos de lenguaje que, cuando se aplican a las letras decodificadas de forma neuronal, pueden crear un texto rápido y preciso”, dice el primer autor del estudio, Frank Willett, experto en prótesis neuronal. investigador de la Universidad de Stanford.
Sistemas similares desarrollados como parte de BrainGate han estado transcribiendo la actividad neuronal en texto durante varios años, pero muchas interfaces anteriores se han centrado en diferentes metáforas cerebrales para indicar qué caracteres escribir, como escribir apuntando y haciendo clic con un cursor de computadora controlado por la mente.
Sin embargo, no se sabía qué tan bien podrían retenerse en el cerebro las representaciones neuronales de la escritura a mano, una habilidad motora más rápida y diestra, ni qué tan bien podrían aprovecharse para comunicarse con una interfaz cerebro-computadora, o BCI.
Aquí, el paciente T5 mostró cuán prometedor podría ofrecer un sistema de escritura a mano virtual para las personas que han perdido prácticamente todo movimiento físico independiente.
Un diagrama de cómo funciona el sistema. (F. Willett et al., Nature, 2021, Erika Woodrum)
En las pruebas, el hombre pudo lograr velocidades de escritura de 90 caracteres por minuto (alrededor de 18 palabras por minuto), con aproximadamente un 94 por ciento de precisión (y hasta un 99 por ciento de precisión con la autocorrección habilitada).
Esa tasa no solo es significativamente más rápida que los experimentos anteriores de BCI (usando cosas como teclados virtuales), sino que está casi a la par con la velocidad de escritura de los usuarios de teléfonos inteligentes en el grupo de edad del hombre, que es de aproximadamente 115 caracteres o 23 palabras por minuto.
“Hemos aprendido que el cerebro conserva su capacidad para prescribir movimientos finos una década después de que el cuerpo haya perdido su capacidad para ejecutar esos movimientos”, dice Willett.
“Y hemos aprendido que los movimientos intencionados complicados que involucran velocidades cambiantes y trayectorias curvas, como la escritura a mano, pueden interpretarse más fácil y rápidamente mediante los algoritmos de inteligencia artificial que estamos usando que los movimientos intencionados más simples, como mover un cursor en línea recta”.
Básicamente, los investigadores dicen que las letras alfabéticas tienen una forma muy diferente entre sí, por lo que la IA puede decodificar la intención del usuario más rápidamente a medida que se dibujan los caracteres, en comparación con otros sistemas BCI que no utilizan docenas de entradas diferentes en de la misma manera
La letra imaginaria del hombre, tal como la interpreta el sistema. (Frank Willett)
A pesar del potencial de esta tecnología única en su tipo, los investigadores enfatizan que el sistema actual es solo una prueba de concepto hasta el momento, ya que solo se ha demostrado que funciona con un participante, por lo que definitivamente no es un producto completo y clínicamente no viable, todavía.
Los próximos pasos en la investigación podrían incluir capacitar a otras personas para usar la interfaz, expandir el conjunto de caracteres para incluir más símbolos (como letras mayúsculas), refinar la sensibilidad del sistema y agregar herramientas de edición más sofisticadas para el usuario.
Todavía queda mucho trabajo por hacer, pero podríamos estar viendo un nuevo desarrollo emocionante aquí, brindando la capacidad de comunicarse con las personas que la perdieron.
“Nuestros resultados abren un nuevo enfoque para las BCI y demuestran la viabilidad de decodificar con precisión movimientos rápidos y diestros años después de la parálisis”, escriben los investigadores.
“Creemos que el futuro de las BCI intracorticales es brillante”.
