Una interfaz cerebro-ordenador permite comunicarse con fluidez a personas con parálisis

Cuando la incapacidad motora provocada por una enfermedad neurodegenerativa desemboca en la pérdida de la capacidad del habla, los pacientes se ven abocados a la frustración de no poder comunicarse. Si bien existen alternativas y dispositivos para permitirlo, la lentitud de los mismos sigue dejando grandes limitaciones para los pacientes. Es por esto que los resultados del ensayo clínico BrainGate resultan especialmente relevantes, al haber probado la eficacia de una interfaz cerebro-ordenador para restaurar la comunicación “con rapidez y precisión”.

Un equipo de investigadores del Instituto de Neurociencia Mass General Brigham  y la Universidad de Brown han descrito los resultados de una neuroprótesis experimental que emplea el teclado convencional y los movimientos de los dedos para permitir a los pacientes controlarlos a través del cerebro. Así, como resultado de este estudio que publica la revista Nature Neuroscience, han logrado que se comuniquen un paciente con esclerosis lateral amiotrófica (ELA) y otro con una lesión de la médula espinal cervical.

La nueva neuroprótesis de escritura BrainGate iBCI comienza con sensores de microelectrodos colocados en la corteza motora, la parte del cerebro que controla el movimiento. A continuación, se muestra un teclado QWERTY frente al participante, donde cada letra se asocia a los dedos y sus posiciones (arriba, abajo o curvados). A medida que el participante intenta intuitivamente estos movimientos de los dedos, los electrodos detectan la actividad eléctrica cerebral y envían una señal a un sistema informático que traduce dicha actividad neuronal en letras. Esta información se procesa mediante un modelo de lenguaje predictivo para garantizar una comunicación coherente y precisa.

Los participantes calibraron sus dispositivos con tan solo 30 frases; uno de ellos logró una velocidad máxima de escritura de 110 caracteres o 22 palabras por minuto, con una tasa de error del 1,6 %. Esto equivale a la precisión de escritura de una persona promedio. Además, ambos participantes utilizaron el dispositivo desde la comodidad de su domicilio, lo que demuestra su potencial para la traducción y el uso doméstico en el futuro.

El autor principal de esta investigación, el neurólogo de cuidados intensivos del Centro de Neurotecnología y Neurorecuperación del Mass General Birmingham, Daniel Rubin, destaca el avance que supone este hallazgo respecto a los médtodos existentes: “A menudo, quienes presentan graves problemas de habla y motricidad terminan recurriendo a tecnologías como el seguimiento ocular, que consiste en deletrear palabras letra por letra mediante un sistema de seguimiento del movimiento ocular. Estos sistemas resultan demasiado lentos para muchos usuarios”. En base a esto, señala la frustración que provoca en los pacientes emplear este tipo de herramientas, por lo que las interfaces como la diseñada por su equipo “se perfilan como una nueva e importante alternativa a las opciones disponibles actualmente”.

El estudio BrainGate nace de esa necesidad no cubierta para muchas personas con parálisis, ante las deficiencias en los dispositivos existentes. Con este objetivo, el equipo multidisciplinar de esta investigación, formado por neurocientíficos, ingenieros, informáticos o matemáticos, han unido fuerzas desde el año 2004 para desarrollar y probar la eficacia de estos dispositivos.

Los dispositivos de comunicación para personas con parálisis han sido deficientes durante muchos años. Los pacientes suelen describirlos como lentos, propensos a errores y difíciles de usar; algunos incluso los abandonan por completo. Esta brecha entre lo que existe y lo que se necesita inspira a  BrainGate , un equipo de neurólogos, neurocientíficos, ingenieros, informáticos, neurocirujanos, matemáticos y otros investigadores de diversas instituciones colaboradoras que trabajan juntos para crear mejores herramientas de comunicación y movilidad para personas con enfermedades neurológicas, lesiones o amputaciones. “El consorcio BrainGate demuestra la fortaleza de los investigadores académicos y universitarios que trabajan juntos, explorando las posibilidades y ampliando las fronteras de la neurotecnología restaurativa. De esta manera, facilitamos enormemente a la industria la creación de la versión final de los dispositivos médicos implantables para nuestros pacientes”, ha destacado la doctora Leigh Hochberg, coautora del estudio , líder del ensayo clínico de BrainGate y directora del Centro de Neurotecnología y Neurorecuperación del Mass General Brigham. 

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