Dos personas recuperan el habla gracias a implantes cerebrales

Jaimie Henderson se empez¨® a interesar por las personas que pierden la capacidad de comunicarse desde muy peque?o. En una presentaci¨®n por videollamada de su ¨²ltima investigaci¨®n en este campo, el investigador de la Universidad Stanford (EE UU) recuerda ahora que, cuando ten¨ªa cinco a?os, su padre sufri¨® un accidente de tr¨¢fico muy grave. ¡°?l segu¨ªa contando chistes, y yo me re¨ªa de sus bromas, pero no le entend¨ªa porque su capacidad de hablar estaba muy da?ada¡±, dijo. Eso le llev¨® a estudiar c¨®mo codifican el movimiento y el habla las neuronas, para despu¨¦s buscar la forma de recuperarlos en personas con da?os neurol¨®gicos. Henderson es el l¨ªder de uno de los dos trabajos que hoy publica Nature y que dan esperanza de volver a comunicarse a muchas personas como su padre.

El primero de estos trabajos, liderado desde la Universidad Stanford, tuvo como paciente a Pat Bennet, una mujer de 68 a?os que fue diagnosticada con ELA (esclerosis lateral amiotr¨®fica) en 2012. De las distintas manifestaciones de la enfermedad, a Bennet le toc¨® una versi¨®n que le ha permitido seguir movi¨¦ndose, aunque con creciente dificultad, pero le arrebat¨® el habla. Aunque su cerebro no tiene da?ada la capacidad para generar el lenguaje, los m¨²sculos de sus labios, su lengua, su laringe o su mand¨ªbula no le dejan decir nada.

Ese problema fue resuelto, al menos en parte, a partir de dos sensores ¡ªmenores que una u?a¡ª implantados en su cerebro, para recoger se?ales de neuronas individuales en dos regiones asociadas al lenguaje: la corteza premotora ventral y el ¨¢rea de Broca (esta ¨²ltima no result¨® ¨²til para el objetivo de los investigadores). Los investigadores usaron esos implantes neurales y un software para relacionar las se?ales cerebrales y los intentos de pronunciar palabras de Bennet. Tras cuatro meses de aprendizaje, el sistema combin¨® toda esta informaci¨®n con un modelo de lenguaje inform¨¢tico que hizo posible que la paciente produjese frases a 62 palabras por minuto. La cifra es algo menos de la mitad de velocidad del habla normal, y cuando se utilizaba un vocabulario de m¨¢s de 100.000 palabras se produc¨ªa un error por cada cuatro palabras pronunciadas, pero los resultados son tres veces mejores que los sistemas de comunicaci¨®n similares que se hab¨ªan probado hasta ahora.

En el segundo estudio, liderado por Edward Chang, de la Universidad de California en San Francisco (UCSF), se obtuvieron unos resultados similares con un sistema algo diferente. En este caso, los implantes cerebrales (formados por 253 microelectrodos) recogieron se?ales de regiones m¨¢s diversas del cerebro de Ann, una mujer que perdi¨® el habla hace m¨¢s de 17 a?os por un ictus. Lograron alcanzar 78 palabras por minuto con un vocabulario base de algo m¨¢s de 1.000 palabras. La tasa de error fue del 25,5% cuando se incluyeron los movimientos del tracto vocal para reconstruir las palabras y de un 54,4% cuando se tradujeron las se?ales cerebrales directamente al habla a trav¨¦s de un sintetizador. Aunque sigue estando lejos de poder considerarse una soluci¨®n pr¨¢ctica para este tipo de dolencias, mejora sustancialmente los resultados de experimentos anteriores.

El equipo de la UCSF quiso a?adir adem¨¢s un avatar a su interfaz cerebro-m¨¢quina porque, seg¨²n ha explicado Sean Metzger, ¡°el objetivo es recuperar la capacidad de comunicaci¨®n y de conexi¨®n con los seres queridos, no solo ayudar a transmitir unas palabras. Cuando se habla hay un sonido, un ¨¦nfasis y otras sutilezas que se pierden cuando solo hay un texto¡±, apunta el investigador. Este avatar personalizado, que traducir¨ªa otros elementos comunicativos como la expresi¨®n facial a partir de las se?ales cerebrales, ayudar¨ªa a mejorar la conexi¨®n del paciente con sus interlocutores. Para recrear la voz, el equipo emple¨® una grabaci¨®n de Ann hablando en su boda, antes de sufrir el ictus.

Un salto hacia una soluci¨®n pr¨¢ctica

En una presentaci¨®n conjunta online, ambos equipos han afirmado que sus resultados eran comparables y que ten¨ªa inter¨¦s ver c¨®mo ambos m¨¦todos de recogida de se?ales, uno m¨¢s localizado y el otro tom¨¢ndolas de m¨¢s zonas, muestra por primera vez que estas tecnolog¨ªas pueden ofrecer una soluci¨®n pr¨¢ctica. Los v¨ªdeos de las pruebas muestran que la comunicaci¨®n de los pacientes a¨²n no es fluida, pero los autores de los dos estudios creen que sus resultados se validan mutuamente y que est¨¢n en el camino correcto. Hace tres a?os, el grupo de Chang demostr¨® que con su m¨¦todo era posible descodificar cuatro palabras en personas con par¨¢lisis. En ese tiempo, el progreso ha sido exponencial.

Hasta ahora, hay solo medio centenar de personas a las que se han implantado interfaces cerebro-ordenador con microelectrodos para posibilitar su comunicaci¨®n. Entre las mejoras que plantean para el futuro, adem¨¢s de incrementar la velocidad de comunicaci¨®n, se incluye el desarrollo de aparatos inal¨¢mbricos que no requieran a las pacientes estar conectadas a una m¨¢quina. Tambi¨¦n se deber¨¢ averiguar si estos sistemas sirven para recuperar el habla en personas que est¨¢n completamente atrapadas en su cuerpo y solo se cuenta con sus se?ales cerebrales para restablecer su comunicaci¨®n.

Para conseguir estos objetivos, tambi¨¦n ser¨¢ necesario ampliar el n¨²mero de pacientes con los que trabajar, m¨¢s all¨¢ de las dos mujeres que colaboraron en los dos estudios que publica hoy Nature. Es necesario, por ejemplo, saber si lo que aprenden los algoritmos durante las tediosas horas de entrenamiento pueden servir para decodificar el habla en el cerebro de una persona diferente; o tambi¨¦n, estudiar si las otras se?ales cerebrales que produce el paciente, al interpretar lo que otros dicen, pueden producir fallos en la generaci¨®n de su propio discurso.

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