Un nuevo avance para las personas con discapacidad. Comunicarse con sus pensamientos. Ese es el objetivo de los científicos que están explorando, tras descifrar la actividad cerebral asociada al intento de escribir letras a mano.
Trabajando con un participante con parálisis que lleva implantados sensores en el cerebro, el equipo utilizó un algoritmo para identificar las letras mientras intentaba escribirlas. A continuación, el sistema mostraba el texto en una pantalla, en tiempo real.
La innovación podría, con un mayor desarrollo, permitir a las personas con parálisis escribir rápidamente sin usar las manos, dice el coautor del estudio Krishna Shenoy, investigador del Instituto Médico Howard Hughes en la Universidad de Stanford, en Estados Unidos, que supervisó el trabajo conjuntamente con Jaimie Henderson, neurocirujano de Stanford.
Al intentar escribir a mano, el participante en el estudio tecleó 90 caracteres por minuto, más del doble del récord anterior de escritura con una «interfaz cerebro-ordenador» de este tipo, informan Shenoy y sus colegas en la revista ‘Nature’.
Esta tecnología y otras similares tienen el potencial de ayudar a personas con todo tipo de discapacidades, afirma José Carmena, ingeniero neuronal de la Universidad de California en Berkeley, que no participó en el estudio. Aunque los resultados son preliminares, dice, «es un gran avance en el campo».
Las interfaces cerebro-ordenador convierten el pensamiento en acción, dice Carmena. «Este trabajo es un ejemplo perfecto: la interfaz descodifica el pensamiento de la escritura y produce la acción», añade.
Una actividad para ayudar a las personas con parálisis o amputaciones
Cuando una lesión o enfermedad priva a una persona de la capacidad de moverse, la actividad neuronal del cerebro para caminar, tomar una taza de café o decir una frase permanece. Los investigadores pueden aprovechar esta actividad para ayudar a las personas con parálisis o amputaciones a recuperar las capacidades perdidas.
La necesidad varía según la naturaleza de la discapacidad. Algunas personas que han perdido el uso de las manos pueden seguir utilizando un ordenador con reconocimiento de voz y otros programas. Para los que tienen dificultades para hablar, los científicos han desarrollado otras formas de ayudar a las personas a comunicarse.
En los últimos años, el equipo de Shenoy ha descodificado la actividad neuronal asociada al habla con la esperanza de reproducirla. También han ideado una forma de que los participantes con sensores implantados utilicen sus pensamientos asociados a los intentos de movimiento del brazo para mover un cursor en una pantalla. Señalar y pulsar las letras de este modo permite a las personas escribir unos 40 caracteres por minuto, el anterior récord de velocidad de escritura con una interfaz cerebro-ordenador (BCI).
Encontrar nuevas formas de que la gente se comunique más rápido
Sin embargo, nadie se había fijado en la escritura a mano. Frank Willett, neurocientífico del grupo de Shenoy, se preguntó si sería posible aprovechar las señales cerebrales evocadas al poner la pluma sobre el papel. «Queremos encontrar nuevas formas de que la gente se comunique más rápido», explica. También le motivó la oportunidad de probar algo diferente.
El equipo trabajó con un participante inscrito en un ensayo clínico llamado BrainGate2, que está probando la seguridad de los BCI que transmiten información directamente del cerebro del participante a un ordenador.
Henderson implantó dos diminutos sensores en la parte del cerebro que controla la mano y el brazo, lo que hizo posible que la persona, por ejemplo, moviera un brazo robótico o un cursor en una pantalla al intentar mover su propio brazo paralizado.
La prueba sobre un paciente con lesión de médula espinal
El participante, que tenía 65 años en el momento de la investigación, sufría una lesión de la médula espinal que le dejó paralizado del cuello para abajo. Utilizando las señales que los sensores recogían de las neuronas individuales cuando el hombre se imaginaba escribiendo, un algoritmo de aprendizaje automático reconoció los patrones que su cerebro producía con cada letra. Con este sistema, el hombre podía copiar frases y responder a preguntas a una velocidad similar a la de alguien de su edad escribiendo en un smartphone.
La llamada ‘Brain-to-Text’ BCI es tan rápida porque cada letra provoca un patrón de actividad muy distintivo, lo que hace que el algoritmo distinga con relativa facilidad una de otra, dice Willett.
El equipo de Shenoy prevé utilizar el intento de escritura a mano para la introducción de texto como parte de un sistema más completo que también incluya la navegación de apuntar y hacer clic, muy parecida a la que se utiliza en los smartphones actuales, e incluso el intento de descodificación del habla. «Tener esos dos o tres modos y cambiar entre ellos es algo que hacemos de forma natural», afirma.
Según Shenoy, el equipo pretende trabajar con un participante que no pueda hablar, como alguien con esclerosis lateral amiotrófica, un trastorno neurológico degenerativo que provoca la pérdida de movimiento y habla.
El nuevo sistema podría ayudar a las personas que sufren parálisis causadas por una serie de afecciones, añade Henderson. Entre ellas, el derrame cerebral que afectó a Jean-Dominique Bauby, autor del libro La escafandra y la mariposa. «Fue capaz de escribir este conmovedor y hermoso libro seleccionando minuciosamente los personajes, uno a uno, mediante el movimiento de los ojos –destaca Henderson–. ¡Imagina lo que podría haber hecho con la interfaz de escritura de Frank!».
