Neuroprótesis devuelve el habla a un enfermo de esclerosis lateral amiotrófica

Un equipo multidisciplinario de investigadores de la Universidad de California Davis ha creado una innovadora interfaz cerebro-computadora que, mediante la implantación de un sensor, ha permitido que un paciente con esclerosis lateral amiotrófica (ELA) y severas dificultades para comunicarse recupere su capacidad de hablar.

Este avance, publicado en el New England Journal of Medicine, detalla cómo Casey Harrell, un estadounidense de 45 años que sufría problemas graves de comunicación debido a la ELA, logró expresar sus pensamientos con precisión minutos después de activar el sistema.

“Casey rompió en llanto al ver que las palabras que intentaba decir aparecían correctamente en la pantalla. De hecho, todos nosotros lloramos con él”, comentó Sergey Stavisky, neurocientífico de la Universidad de California Davis y uno de los autores del estudio.

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Superando barreras

Harrell, que padecía debilidad en brazos y piernas (tetraparesia) y dependía de que otros interpretaran sus intentos de comunicación (disartria), se unió al ensayo clínico BrainGate. Este proyecto, liderado por un equipo de neurocientíficos, cirujanos, ingenieros, informáticos y matemáticos de distintos centros en Estados Unidos, busca soluciones para personas que han perdido la capacidad de moverse o hablar.

En julio de 2023, el equipo dirigido por el neurocirujano David Brandman de la Universidad de California Davis implantó una neuroprótesis en la región del cerebro encargada de coordinar el habla (la circunvolución precentral izquierda).

El sensor está diseñado para captar la actividad cerebral a través de 256 electrodos corticales y transmitirla a una computadora, donde algoritmos especializados descifran y convierten en palabras escritas y en voz lo que el paciente quiere expresar.

Sorprendentemente, el sistema utiliza la voz original de Harrell, ya que los investigadores entrenaron el software con grabaciones de su voz antes de la aparición de la ELA, indica EFE.

“La neuroprótesis detecta los intentos de mover los músculos para hablar, registra esa actividad y la envía a la computadora, que traduce los patrones cerebrales en fonemas, como una sílaba o una unidad de habla, y luego en las palabras deseadas”, explicó Stavisky en un comunicado de la universidad.

El sistema más preciso hasta la fecha

Uno de los logros más significativos de este dispositivo es su precisión en la decodificación del habla, alcanzando un 97 % de exactitud, “la más alta registrada hasta ahora”, subrayó Brandman.

Este éxito es el resultado de un meticuloso proceso de entrenamiento, llevado a cabo en 84 sesiones de recolección de datos con el paciente durante 32 semanas, que permitió que el sistema pudiera comunicar los pensamientos de Harrell desde la primera sesión.

“En este punto, podemos decodificar correctamente lo que Harrell intenta decir el 97 % de las veces, superando incluso a muchas aplicaciones comerciales de reconocimiento de voz para teléfonos inteligentes”, destacó Brandman.

Actualmente, Harrell ha utilizado el sistema durante más de 248 horas de conversación, tanto en persona como en videollamadas.

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“La incapacidad de comunicarse es increíblemente frustrante y desmoralizadora. Es como estar atrapado, y espero que esta tecnología permita a muchas personas reincorporarse a la vida y a la sociedad”, expresó Harrell en el comunicado.

“Este sistema es transformador porque ofrece esperanza a quienes desean hablar pero no pueden. Espero que pueda ayudar a futuros pacientes a comunicarse con sus seres queridos”, añadió Stavisky.

Estas tecnologías representan un avance significativo en comparación con otras interfaces cerebro-computadora anteriores, que dependían del parpadeo o de intentos de vocalización por parte del paciente para comunicarse, lo que no siempre es posible en casos avanzados.

Aunque estas interfaces han estado en desarrollo durante un tiempo, los progresos han sido relativamente lentos, y nunca se había alcanzado la precisión y eficacia logradas con esta neuroprótesis.

El nuevo dispositivo está diseñado no solo para pacientes con ELA, sino también para aquellos con otras enfermedades que impiden la capacidad de hablar.