Leen las ondas cerebrales y las convierten en texto

El sue?o o la pesadilla, seg¨²n se mire, de leer la mente est¨¢ un poco m¨¢s cerca. Investigadores europeos han logrado registrar ondas cerebrales y convertirlas en letras, palabras y hasta frases completas. El sistema, formado por un interfaz cerebro-m¨¢quina, puede reconstruir casi un meritorio 50% de las palabras de una frase. Lo malo es que para lograrlo es preciso abrir la cabeza para colocar los electrodos directamente en el cerebro.

Tras cada pensamiento, emoci¨®n o acci¨®n hay un torrente electroqu¨ªmico en las neuronas del cerebro. Esas se?ales el¨¦ctricas pueden ser registradas y los neurocient¨ªficos llevan d¨¦cadas estudiando las ondas cerebrales buscando el significado de cada se?al. Han creado gorros repletos de electrodos que, colocados sobre la cabeza, permiten, por ejemplo, una especie de comunicaci¨®n telep¨¢tica. As¨ª, el a?o pasado, investigadores estadounidenses conectaron dos cerebros a distancia. Pero, ?se puede leer la mente de una persona en coma? ?los humanos se podr¨¢n comunicar con las m¨¢quinas solo con pensarlo?

Un grupo de investigadores alemanes y estadounidenses no han logrado leer la mente pero s¨ª convertir las ondas cerebrales en texto con un alto grado de acierto. Dise?aron un interfaz cerebro-m¨¢quina que registraba los cambios de potencial en las se?ales el¨¦ctricas del cerebro. Mediante una t¨¦cnica de inteligencia artificial (aprendizaje de m¨¢quinas), el sistema iba afinando hasta hacer corresponder cada cambio el¨¦ctrico con un fono, segmento b¨¢sico del sonido y que se puede equiparar a una letra. Tras el entrenamiento, el interfaz logr¨® descodificar palabras y hasta frases.

El estudio se realiz¨® con epil¨¦pticos a los que les colocaron electrodos directamente en su cerebro

"Nuestro sistema descodifica frases completas", dice el investigador del Laboratorio de Sistemas Cognitivos del Instituto Tecnol¨®gico de Karlsruhe (Alemania) y coautor de la investigaci¨®n, Christian Herff. "Logramos descodificar una media de 7,5 palabras de cada 10 pero solo cuando hab¨ªa 10 palabras a escoger. Si el sistema pod¨ªa elegir entre 100, conseguimos tener cuatro de diez correctas, precisa.? En cuanto a los fonos, el sistema reconoc¨ªa alrededor del 50%. "Pero no hace falta un acierto del 100%", recuerda Herff. "Al usar un diccionario que nos muestra c¨®mo se producen las palabras (por ejemplo, hola es h o l a) y un modelo de lenguaje, esto nos ofrece la probabilidad de la siguiente palabra", a?ade. As¨ª que usaron una especie de predictor de textos para rellenar los huecos.

La t¨¦cnica utilizada para leer la mente se conoce como electrocorticograf¨ªa (ECoG) intracraneal. Es la mejor manera que hay para registrar las ondas cerebrales ya que ofrece mayor resoluci¨®n espacial y temporal. Pero tambi¨¦n es la m¨¢s invasiva. A diferencia de otros m¨¦todos, como el electroencefalograma, los electrodos no se colocan en la cabeza sino directamente sobre el cerebro, con lo que la se?al es m¨¢s clara y no se ve mediatizada por el cr¨¢neo o el cuero cabelludo.

Los investigadores tuvieron la rara ocasi¨®n de poder realizar distintas sesiones de ECoG a siete personas con epilepsia aguda a las que les iban a extirpar el foco epil¨¦ptico. Con esta ventana abierta a su cerebro, los voluntarios tuvieron que leer en voz alta fragmentos de textos hist¨®ricos, como el discurso de investidura de John Fitzgerald Kennedy. Los investigadores grabaron tanto el audio como la actividad de las ondas gamma de ¨¢reas cerebrales conocidas por su papel en el procesamiento del habla. Lo siguiente fue parcelar en segmentos de unos 50 milisegundos ambas se?ales y dejar que el interfaz encontrara correspondencias entre la actividad cerebral y los sonidos.

El sistema tradujo ondas cerebrales en fonos, palabras y frases hasta con un 50% de acierto

"Nos centramos en las ondas gamma de alta frecuencia (entre los 70 y 170 hercios). Esa frecuencia es conocida por reflejar la actividad muy localizada de funciones especializadas del cerebro", explica Herff. De las cinco ondas cerebrales que emite la actividad el¨¦ctrica del cerebro, las gamma son las de mayor frecuencia y menor amplitud y reflejar¨ªan picos de gran actividad cerebral como la producida durante el habla.

Para los investigadores, que han publicado sus resultados en la revista especializada Frontiers in Neuroscience, solo es un primer paso para la comunicaci¨®n mental entre humanos y m¨¢quinas. Adem¨¢s, como comenta Herff, "un sistema que usara patrones de habla podr¨ªa permitir a los pacientes incomunicados relacionarse de nuevo con su entorno, sin embargo, a¨²n falta tiempo para esto".?

Hay que abrir la cabeza

Para el investigador de la empresa Starlab, Giulio Ruffini, ajeno a esta investigaci¨®n, sus resultados son muy interesantes porque demuestran que se puede traducir la actividad el¨¦ctrica en informaci¨®n. "No deber¨ªa ser una sorpresa, ya que el cerebro es un ¨®rgano el¨¦ctrico y con EcoG se puede registrar bien esta actividad el¨¦ctrica, pero no deja de ser un buen resultado mostrar que se pueden extraer fonos de esta manera", opina.

Ruffini, que trabaja en el desarrollo de interfaces cerebro-m¨¢quina, ya demostr¨® el a?o pasado que se pod¨ªan enviar pensamientos de un cerebro a otro situado a miles de kil¨®metros de distancia. Para ¨¦l, no se puede decir que se este leyendo el pensamiento en sentido literal, "hay que entender que es m¨¢s bien la actividad motora de hablar la que se est¨¢ descodificando", dice. El avance definitivo ser¨ªa, seg¨²n Ruffini, que un sistema como este pudiera descodificar en modo lectura silenciosa, sin mover un m¨²sculo de la lengua, es decir, los pensamientos: "Si se consiguiera, ya estar¨ªamos m¨¢s cerca de poder decir que estamos leyendo la mente".