Unos electrodos conectados al cerebro permiten a dos personas con parálisis teclear con la mente

Poco a poco la ciencia se acerca a cumplir el sueño de que los que no pueden, puedan. De la mano de la inteligencia artificial, el lenguaje de máquinas, algoritmos y mucha tecnología, la neurociencia está acercando el día en que los lesionados medulares puedan caminar; que las personas con párkinson dejen de bloquearse; que los que perdieron la sensibilidad puedan volver a tocar; o que los que perdieron la vista, vuelvan a sentir la luz. Ahora, neurocientíficos estadounidenses han diseñado una interfaz cerebro-máquina (BCI, por sus siglas en inglés) que permite comunicarse escribiendo en un teclado solo con la mente. Como detallan en la revista científica Nature Neuroscience, la han ensayado con éxito dos pacientes con parálisis, que han logrado teclear a una gran velocidad y casi sin fallos. Son solo dos, el sistema está en sus inicios, pero acerca algo más aquel sueño.

En un extremo de la BCI hay unas plaquitas con centenares de microelectrodos colocadas directamente en el cerebro. Pero no en cualquier parte, sino en las zonas del córtex motor que trabajos previos y propios han identificado como responsables del movimiento fino de los dedos. En el otro extremo, hay una pantalla en la que aparece un teclado QWERTY. Entremedias, mucha ciencia.

“No se basa en el método de ensayo y error, sino en un proceso de calibración en el que el participante intenta escribir una serie de frases predefinidas”, dice el investigador del Centro de Neurotecnología y Neurorecuperación del Hospital General de Massachusetts (Estados Unidos) y primer autor del estudio, Justin Jude. “El algoritmo de aprendizaje automático aprende entonces qué patrones de actividad neuronal [registrados] en los electrodos se corresponden con cada uno de los 30 movimientos posibles de los dedos”, añade. El teclado QWERTY inglés tiene 26 letras. Los otros cuatro movimientos eran para el punto, la coma, el signo de interrogación de cierre y la tecla de espacio.

Tras una treintena de ejercicios para entrenar el sistema, los resultados son impresionantes. Uno de los participantes, al que han llamado T18, un hombre de 48 años con una lesión medular a la altura de las cervicales, logró una velocidad de tecleo con la mente de 110 caracteres por minuto, casi la misma velocidad que las personas de su grupo de edad sin tetraplejía. Él solo tenía que pensar en teclear. La BCI pudo discriminar que alargar el dedo índice siempre era para dar en la R o la T, que bajarlo sobre el teclado se correspondía con la F y recogerlo hacia la palma indicaba que T18 quería escribir la V o la B. El número de errores fue solo del 1,6%.

“Los errores más frecuentes fueron los que se producían entre teclas controladas por dedos adyacentes o entre movimientos que controlaban diferentes teclas con el mismo dedo”, cuenta Jude. Para reducirlos, recurrieron a modelos de lenguaje que anticipaban la intención real de T18, “de forma similar a la autocorrección al escribir en el teclado de un teléfono inteligente, con el fin de generar la frase que el usuario probablemente pretendía”, añade el investigador, también de la Escuela de Medicina de Harvard (Estados Unidos).

El otro participante del ensayo, T17, es un hombre de 33 años con esclerosis lateral amiotrófica (ELA) que no escribió tan rápido, y lo hizo con más errores. Su menor rendimiento pudo deberse al estado de su enfermedad, con tetraplejía, necesidad de ventilación mecánica y anartria, la incapacidad total para articular palabras provocada por la imposibilidad de activar los músculos del habla. Pero también podría residir en que usaron menos electrodos, 128 frente a los 384 de T18, lo que habría afectado a su precisión, algo ya previsto en el diseño del estudio. Aun así, a pesar de su síndrome de cautiverio casi completo y la limitación de su BCI, T17 logró escribir 47 palabras por minuto y no las de un dictado, sino las que él quería decir.

T17 Y T18 son dos de los varios pacientes que están participando en un proyecto más amplio llamado BrainGate, que busca todos los enfoques posibles para facilitar la comunicación a los que no pueden comunicarse. Uno de esos enfoques era pedirle al participante que pensara en escribir. Los resultados de aquel, al que llamaron T5, fueron muy buenos, logrando una escritura manual de 90 caracteres por minuto gracias a dos chips en la zona del cerebro dedicada a la escritura. El ensayo clínico está en curso con nueve participantes por todo Estados Unidos.

Las mismas plaquitas con esos 384 microelectrodos las usa Eduardo Fernández, director del Instituto de Bioingeniería de la Universidad Miguel Hernández de Elche. Pero sobre esa base, su equipo está diseñando BCI no para poder teclear, sino para que aquellos que han perdido la vista, vuelvan a ver. Como recuerda, “uno de los problemas más graves y desafiantes que se asocia a algunas alteraciones neurológicas como la ELA y los accidentes cerebrovasculares, es la pérdida de la capacidad de comunicación provocada por la falta de fuerza en los músculos encargados del habla o los de la movilidad de los brazos, manos y dedos”. En muchas ocasiones, como en los casos de T17 y T18, “la capacidad intelectual y el pensamiento suelen permanecer intactos”, destaca el científico. Y eso es lo que hay que intentar aprovechar.

“Este estudio introduce una nueva estrategia para facilitar la comunicación de estas personas”, dice Fernández. “A diferencia de otras aproximaciones en las que se les pide a los sujetos que imaginen el movimiento de un cursor, el paradigma experimental es más sencillo, ya que solo tienen que pensar en mover un dedo sobre un teclado de ordenador habitual. De esta forma, los usuarios simplemente tienen que intentar mover sus propios dedos como si estuvieran frente a un teclado físico”, añade.

Aunque son solo dos participantes, lo relevante para Fernández, que no ha intervenido en este estudio, es que “confirma que las representaciones neurales para habilidades motoras finas permanecen intactas en el cerebro, incluso años después de una parálisis”. Y para los preocupados por el control mental externo, el neurocientífico zanja la cuestión: “Este tipo de tecnología no es capaz de leer la mente en el sentido de extraer información de un sujeto de manera involuntaria; lo que hace es permitir a los usuarios comunicarse mediante el uso de señales cerebrales en lugar de músculos”.