Por primera vez en el mundo, el hombre pudo pedir sopa, cerveza e incluso hablar sobre su hijo por primera vez desde que quedó completamente paralizado.
Por Jessica Hamzelou MIT Technology Review 22 Mar 2022
Un hombre completamente paralizado ha sido capaz de comunicar frases enteras utilizando un dispositivo que registra su actividad cerebral. El hombre pudo entrenar su mente para usar el dispositivo, que fue implantado en su cerebro, pedir masajes, sopa y cerveza, y ver películas con su hijo.
Es la primera vez que una persona completamente encerrada, alguien consciente y cognitivamente capaz pero completamente paralizado, ha podido comunicarse de esta manera, dicen los investigadores detrás del trabajo.
Las interfaces cerebro-computadora registran las señales eléctricas dentro del cerebro de una persona y las convierten en comandos que controlan un dispositivo. En los últimos años, las BCI han permitido a las personas parcialmente paralizadas controlar prótesis o comunicar un simple “sí” o “no” solo con el pensamiento. Pero esta es la primera vez que alguien que está completamente encerrado e incapaz incluso de controlar sus movimientos oculares, ha utilizado un BCI para comunicar oraciones completas.
“Es realmente notable poder restablecer la comunicación con alguien en un estado completamente bloqueado”, dice Jaimie Henderson, neurocirujano de la Universidad de Stanford, que no participó en el trabajo. “Para mí, eso es un gran avance y obviamente bastante significativo para el participante de la investigación”.
El hombre, que vive en Alemania, fue diagnosticado con esclerosis lateral amiotrófica (ELA) en agosto de 2015, cuando tenía 30 años. La ELA es una enfermedad neurológica rara y progresiva que afecta a las neuronas involucradas en el movimiento. Al final del año, no podía hablar ni caminar. Desde julio de 2016, depende de un ventilador para respirar.
Comenzó a usar un dispositivo de seguimiento ocular para comunicarse en agosto de 2016. El dispositivo monitorea los movimientos oculares, lo que permite a los usuarios seleccionar letras de la pantalla de una computadora. Pero un año después, su condición se había deteriorado y ya no podía mantener la vista fija en un lugar en particular. El dispositivo ahora era inútil. Los miembros de su familia comenzaron a utilizar un enfoque basado en papel, en el que un miembro de la familia sostenía una cuadrícula de letras sobre un fondo de cuatro colores. Los miembros de la familia señalarían cada sección y fila de color e interpretarían cualquier movimiento de los ojos como un “sí”.
El hombre y su familia temían que eventualmente perdería la capacidad de mover los ojos, por lo que buscaron la ayuda de Niels Birbaumer, entonces en la Universidad de Tubingen, y Ujwal Chaudhary de ALS Voice gGmbH, una organización sin fines de lucro que ofrece BCI. y otras tecnologías a personas que de otro modo no podrían comunicarse.
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Al conocer al hombre en febrero de 2018, Chaudhary intentó automatizar el sistema de comunicación que la familia ya estaba usando. El equipo conectó un dispositivo de seguimiento ocular a un software de computadora que leía los colores y los números de las filas, lo que le permitía al hombre seleccionar letras una a la vez usando los movimientos de sus ojos para deletrear palabras.
Pero a medida que el hombre perdía cada vez más el control sobre los movimientos de sus ojos, también se volvió menos capaz de comunicarse usando ese dispositivo. “Propusimos implantar [un electrodo]”, dice Chaudhary. Se pueden implantar pequeños electrodos en el cerebro para registrar directamente la actividad eléctrica de las células cerebrales. El procedimiento, que tiende a implicar perforar un agujero en el cráneo y cortar las capas protectoras del cerebro, conlleva un pequeño riesgo de infección y daño al cerebro. Así que fue el último recurso, dice Birbaumer. “Si los BCI [no invasivos] y los rastreadores oculares ya no funcionan, no hay otra opción”, dice.
El hombre accedió al procedimiento usando movimientos oculares, dice Chaudhary. Su esposa y hermana también dieron su consentimiento. Cuando el procedimiento fue aprobado por un comité de ética y el Instituto Federal de Medicamentos y Dispositivos Médicos de Alemania a fines de 2019, el hombre había perdido la capacidad de usar el dispositivo de seguimiento ocular. En marzo de 2019, los cirujanos implantaron dos diminutas rejillas de electrodos, cada una de 1,5 milímetros de ancho, en la corteza motora del hombre, una región en la parte superior del cerebro responsable de controlar el movimiento.
Convertir señales en comandos
El día después de que se implantó el electrodo, el equipo comenzó a tratar de ayudar al hombre a comunicarse. Al principio, se le pidió al hombre que imaginara haciendo movimientos físicos; esto ha ayudado a otros destinatarios a controlar prótesis y exoesqueletos, y es el enfoque que planea adoptar la compañía de Elon Musk, Neuralink. La idea es obtener una señal confiable del cerebro y traducirla en algún tipo de comando.
Pero el equipo no pudo hacerlo funcionar. Después de 12 semanas de intentarlo, descartaron la idea y decidieron probar un enfoque llamado neurofeedback. El neurofeedback funciona mostrando a una persona su actividad cerebral en tiempo real para que pueda aprender a controlarla. En este caso, cuando los electrodos en el cerebro del hombre registraran un aumento en la actividad, una computadora reproduciría un tono de audio ascendente. Una caída en la actividad cerebral tocaría un tono descendente.
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