Implantes cerebrales con inteligencia artificial permiten la comunicación mediante pensamientos de personas paralizadas
Implantes cerebrales y IA posibilitan el habla a través de pensamientos en personas con parálisis
La inteligencia artificial (IA) se erige como el faro que ilumina el camino hacia un futuro donde aquellos que padecen de parálisis facial podrán mantener conversaciones fluidas y enriquecedoras con sus seres queridos. Recientes estudios han dejado patente cómo los progresos en el campo de los implantes cerebrales pueden traducir pensamientos en texto o en palabras pronunciadas por una voz sintética.
Estos avances permitirían a personas que sufren enfermedades como la esclerosis o la afasia comunicarse de forma más rápida y precisa, devolviéndoles así la capacidad de expresarse plenamente. A pesar de que las personas con parálisis facial no puedan articular palabras con claridad, se ha descubierto que aún conservan la capacidad de formular palabras. Este descubrimiento es crucial, ya que con la tecnología adecuada podrán recuperar la voz y comunicarse a través del diálogo.
Para demostrar esta prometedora posibilidad, dos equipos de investigadores han desarrollado BCIs diseñados para interpretar la actividad neuronal a nivel celular y traducirla en texto. En el primer estudio, se trabajó con una mujer que padecía esclerosis lateral amiotrófica (ELA), una enfermedad que dificulta el movimiento y el habla debido a la pérdida progresiva del control muscular. En el segundo estudio, se trató a una mujer que había sufrido un derrame cerebral en el tronco del encéfalo.
Tras ofrecerse voluntariamente para recibir los implantes cerebrales, ambas mujeres son ahora capaces de comunicarse a través de una computadora cercana. Aunque no al ritmo de una conversación estándar, han logrado establecer un ritmo de interacción bastante similar gracias al entrenamiento de una red neuronal artificial para descifrar la actividad cerebral y traducirla en palabras en una pantalla.
Durante un período de cuatro meses, los científicos del primer estudio entrenaron un BCI solicitando a la mujer con ELA que intentara pronunciar frases en voz alta. Con el tiempo, el programa aprendió a reconocer las diferentes señales neuronales asociadas con los movimientos de los labios, la mandíbula y la lengua que la mujer realizaba para producir distintos sonidos. A partir de esta información, el programa aprendió a interpretar la actividad neuronal correspondiente a los movimientos utilizados para articular los sonidos que componen las palabras.
Gracias a este enfoque innovador, el implante de IA pudo predecir secuencias de palabras y formar frases en la pantalla de la computadora. La mujer pudo comunicarse a una velocidad promedio de 62 palabras por minuto, con tan solo un 23.8% de probabilidad de error cada 125,000 palabras.
En el segundo estudio, los investigadores utilizaron una matriz colocada en la superficie del cerebro en lugar de dentro de él. Esta matriz, compuesta por 253 electrodos, detecta la actividad de numerosas neuronas en el córtex del habla. La matriz fue colocada en el cerebro de la mujer que había sufrido un derrame cerebral, y se entrenó utilizando un modelo de aprendizaje profundo para descifrar la información neuronal recopilada mientras ella movía los labios sin emitir sonidos.
Al igual que en el estudio anterior, el implante cerebral fue entrenado para reconocer las unidades más pequeñas del lenguaje, conocidas como fonemas, en lugar de palabras completas. Como resultado, el software pudo traducir el discurso de la mujer a una velocidad de 78 palabras por minuto, con una tasa de error del 4.9% al decodificar frases de un conjunto de 50.
Además de desarrollar un BCI que permite a las personas paralizadas “hablar” a través de sus pensamientos, los investigadores del segundo estudio crearon un “avatar digital” capaz de transmitir en voz alta el discurso de la paciente. Este avatar digital fue personalizado con una animación que representaba a una mujer de cabello castaño, similar al de la paciente. Además, se utilizaron imágenes de video de la boda de la paciente para que la voz del avatar se asemejara a la suya.
El equipo de investigación considera que esta innovación podría permitir que las personas con parálisis interactúen de forma más personalizada con sus familiares y amigos. Si bien el futuro de estos implantes cerebrales con inteligencia artificial aún está por escribirse, los resultados obtenidos hasta ahora son verdaderamente asombrosos. La posibilidad de mantener el ritmo de una conversación normal sería una ventaja inmensa para muchas personas con dificultades de comunicación, ya que les permitiría participar plenamente en todos los aspectos de la vida.
Se espera que este sea solo el primer paso hacia el desarrollo de un dispositivo médico completamente autónomo, capaz de registrar pensamientos y generar palabras sin necesidad de una calibración diaria. La posibilidad de lograr este avance revolucionario en la tecnología de implantes cerebrales brinda esperanza y abre un mundo de posibilidades para mejorar la calidad de vida de las personas con parálisis facial y otros trastornos de comunicación.
Estamos presenciando un hito histórico en el campo de la neurociencia y la inteligencia artificial, que marcará un antes y un después en la forma en que las personas con discapacidades pueden interactuar y comunicarse con el mundo que les rodea.
