Un equipo de neurocientíficos, neurocirujanos e ingenieros de la Universidad de Duke, en Carolina del Norte, Estados Unidos, desarrolló una nueva tecnología que es capaz de traducir las señales cerebrales en lenguaje hablado. El dispositivo, conocido como prótesis del habla, es significativamente más rápido que las mejores tecnologías de decodificación del habla disponibles en la actualidad. Por ello, ofrece esperanza a los pacientes que perdieron la capacidad de hablar.
“Esta tecnología ayudaría a los pacientes que padecen trastornos neurológicos debilitantes como la ELA [esclerosis lateral amiotrófica] y el síndrome de enclaustramiento, que pierden la capacidad de hablar y comunicarse”, dijo Gregory Cogan a Newsweek.
Cogan es profesor de neurología en la Universidad de Duke y uno de los investigadores principales de este proyecto. “Las herramientas actuales disponibles para permitirles comunicarse son generalmente muy lentas y engorrosas”.
Para este proyecto, Cogan se asoció con el investigador de Duke Jonathan Viventi. Este último dirige un laboratorio de ingeniería biomédica que se especializa en la creación de sensores cerebrales flexibles, ultrafinos y de alta densidad.
Para el proyecto, el equipo colocó 256 sensores cerebrales microscópicos en una pieza de plástico flexible, de grado médico, del tamaño de un sello postal.
“Las prótesis neuronales del habla funcionan leyendo directamente las señales cerebrales que controlan el movimiento motor del habla y luego traducen estas señales directamente en resultados legibles que pueden usarse para crear sonidos del habla”, dijo Cogan.
“Leen tus intenciones de hablar y traducen esta intención en sonido. Estos dispositivos se colocarían mediante una pequeña craneotomía y se implantarían directamente en la corteza motora del cerebro.
“Actualmente estamos trabajando en un proyecto que permitirá que uno de estos dispositivos funcione de forma inalámbrica para que los pacientes puedan moverse libremente mientras lo usan”, añadió el profesor de neurología.
Para probar el implante, el equipo reclutó a cuatro pacientes que se someterían a una cirugía cerebral por otras afecciones. El experimento fue rápido e implicó que el equipo colocara el dispositivo temporalmente en el cerebro de los pacientes y les pidiera que repitieran una serie de palabras simples en voz alta.
“Me gusta compararlo con un equipo en el pit de NASCAR”, explicó Cogan. “No queríamos añadir más tiempo al procedimiento quirúrgico, por lo que tuvimos que entrar y salir en 15 minutos. Tan pronto como el cirujano y el equipo médico dijeron ‘¡vamos!’, nos apresuramos a actuar y el paciente realizó la tarea”.
Posteriormente, Suseendrakumar Duraivel, un estudiante graduado en ingeniería biomédica en Duke, introdujo estos datos a un algoritmo de aprendizaje automático para ver con qué precisión podía predecir los sonidos que se hacían basándose únicamente en la actividad cerebral registrada de los pacientes. Los resultados se publicaron en la revista especializada Nature Communications este 6 de noviembre.
“Nos sorprendió lo buenos que fueron los resultados”, dijo Cogan. “[Esta] tecnología demuestra una mejora muy grande con respecto a la actual: logramos una resolución espacial 57 veces mayor y una intensidad de señal neuronal 48 por ciento mayor en comparación con las grabaciones estándar. Esta mayor calidad en la señal mejoró nuestra capacidad para leer las señales cerebrales del habla en 35 por ciento en comparación con herramientas estándar.
“Esperábamos resultados mejores que los métodos anteriores, pero es muy prometedor ver suceder los resultados; y realmente abre la puerta a mejores prótesis neuronales del habla en un futuro próximo”, añadió el investigador de la Universidad de Duke.
En general, la prótesis del habla fue preciso el 40 por ciento de las veces. Los miembros del equipo esperan mejorar aún más su tecnología y, al mismo tiempo, desarrollar una versión inalámbrica del dispositivo que permita a los pacientes moverse sin restricciones.
“Estamos en un punto en el que todavía es mucho más lento que el habla natural”, dijo Viventi a la revista universitaria Duke Magazine. “Pero puedes ver el camino por el que podrías llegar allí”.
“Los próximos pasos son obtener la aprobación de la FDA [Administración de Alimentos y Medicamentos de Estados Unidos] para nuestros dispositivos, de modo que podamos colocar la prótesis del habla en pacientes a largo plazo para permitir la restauración de su habla y sus capacidades comunicativas”, concluyó Gregory Cogan. N
(Publicado en cooperación con Newsweek. Published in cooperation with Newsweek)
