Interfaz cerebro-ordenador con IA permite caminar a un parapléjico

Un equipo de científicos suizos y franceses ha logrado un gran avance en cirugía neuronal, dio a conocer hoy en la prestigiosa revista científica "Nature": un hombre parapléjico ha podido volver a caminar por medio de la primera conexión o interfaz hombre-máquina entrenada con inteligencia artificial.

Este avance fue publicado en el Centro Hospitalario Universitario de Vaud (CHUV), en la ciudad suiza de Lausana, donde ese primer paciente en el que se ha probado, un neerlandés de 40 años de nombre Gert-Jan y que hace 12 años perdió la movilidad de sus piernas en un accidente de bicicleta, caminó frente a los periodistas.

"Hace cuatro años ni siquiera soñaba con algo así", dijo a EFE el paciente, quien fue invitado en 2016 por instituciones científicas de Suiza para participar en el programa, antes experimentado con simios pero que hasta entonces no se había probado en humanos.

Tecnología

Mano robótica se separa del brazo para alcanzar objetos lejanos

Gert-Jan fue sometido a operaciones en las que se le colocaron dos implantes: uno en la médula espinal, y otro más complejo, un interfaz o conector entre el cerebro humano y un ordenador que, mediante 64 electrodos, recoge estímulos cerebrales y los traduce en datos digitales tras una fase de aprendizaje tanto del humano como de la máquina, gracias a la inteligencia artificial en este segundo caso.

"Este interfaz es capaz de registrar la actividad cerebral en la superficie del córtex", dijo a EFE el investigador Guillaume Charvet, del Comisariado de Energía Atómica, institución francesa que ha trabajado en el proyecto junto al mencionado CHUV, la Escuela Politécnica Federal de Lausana (EPFL) y otros organismos.

Luego de recibir estos implantes, al paciente se le pidió, en una fase que necesitó de meses de entrenamiento, que se imaginara moviendo sus piernas: al hacerlo, su cerebro generaría estímulos que, mediante algoritmos, eran convertidos en datos que más tarde llegarían al implante de su médula espinal y serían convertidos en movimiento.

"Fue la parte más complicada, pensar en movimiento natural tras 10 años sin intentarlo", reconoció Gert-Jan.

Al inicio entrenó sus movimientos sobre un avatar, una versión digital y en pantalla de sí mismo que empezó a mover con sus pensamientos, y al final el sistema se llevó a su propia médula espinal.

"En pocos minutos ya podía mover el avatar, así que decidimos probar a ver si podía levantarse, y cuando dio sus primeros pasos casi llorábamos al ver que había sido tan rápido", añadió en declaraciones a EFE la neurocirujana Jocelyne Bloch, otra de las principales responsables del proyecto.

El paciente camina ahora usando un andador, y el sistema cerebro-máquina, que todavía no ha podido ser miniaturizado, es todavía algo aparatoso, ya que el paciente necesita unos auriculares para enviar sus órdenes mediante ondas, y un portátil apoyado en el andador para decodificarlas antes de que se emitan a la médula espinal, en dos o tres décimas de segundo.

Tecnología

Mapa celular de la piel da una clave para regenerarla y evitar cicatrices

El avance en neurociencia es muy grande, según los propios expertos, por el importante vínculo que se ha logrado entre cerebro y máquina, usando además una tecnología tan prometedora como la de la inteligencia artificial.

"El siguiente paso es, por supuesto, difundir esta tecnología a más pacientes, y para ello necesitamos industrializarla", dijo Bloch, profesora tanto en CHUV como en EPFL y de la Universidad de Lausana (UNIL), otro centro vinculado al proyecto.

En este sentido, la compañía neerlandesa Onward Medical ha logrado ya apoyo de la Comisión Europea para desarrollar junto a las instituciones de la investigación una versión comercial de este interfaz digital.

Los investigadores también destacan entre las metas a conseguir en un futuro cercano la de llevar esta movilidad a las extremidades superiores (brazos y manos) con el fin de poder ser de utilidad también a personas tetrapléjicas.

Para Gert-Jan, quien dice haber recuperado simples placeres como el de tomarse una cerveza de pie en una barra de bar junto a sus amigos, el siguiente objetivo es el de poder caminar sin ayuda del andador: "Creo que podría tomarme un año de entrenamiento", comenta.

Otros involucrados en el proyecto son el profesor de neurociencia Grégoire Courtine y el responsable del programa cerebro-ordenador en EPFL, CHUV y UNIL Henri Lorach.

El implante cerebral, de unos cinco centímetros de diámetro y que incluye antenas para enviar las órdenes del paciente sin necesidad de cables, requiere una craneotomía, en la que una parte del cráneo es reemplazada por este aparato.

Esta tecnología también podría según sus creadores usarse para personas que han sufrido parálisis a causa de un ataque cerebrovascular o ictus.

La profesora Bloch subrayó que una condición para que pueda aplicarse es que el paciente tenga por lo menos seis centímetros de su médula espinal intactos, ya que es en ellos donde se insertan los electrodos para controlar el movimiento de las extremidades.

"Estimamos que pasarán unos cinco años antes de que pueda extenderse a todos, pero mientras tanto, vamos a adquirir muchos conocimientos en el proyecto", agregó.

El proyecto podría ir más allá y ser de ayuda para la recuperación de funciones neurológicas naturales perdidas: en el primer paciente se han identificado mejoras en las percepciones sensoriales y las capacidades motoras, incluso con el interfaz apagado, una especie de "reparación digital" de la médula espinal en la que se han desarrollado conexiones nerviosas.