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La prótesis que puede hacer hablar a las personas con parálisis cerebral

Una neuroprótesis del habla traduce señales del cerebro al tracto vocal del paciente como palabras que aparecen en una pantalla.

Luz Lancheros, MWN

Científicos de las dependencias de Cirugía y Rehabilitación de Neurología de la Universidad de California en San Francisco, del Instituto Weill de Neurociencia, y del programa de Bioingeniería de la Universidad de Berkeley, están desarrollando una neuroprótesis que permite a las personas con parálisis y anartria (pérdida de la capacidad para hablar)  la posibilidad de comunicarse con frases, al esta traducir las señales cerebrales a su tracto vocal para que estas aparezcan como palabras en forma de texto en una pantalla. La prótesis que puede hacer hablar a las personas con parálisis cerebral

Los científicos han creado una tecnología que traduce estas señales que controlan los músculos del sistema vocal para facilitar la comunicación. 

El estudio se ha hecho con varios pacientes voluntarios que se han comunicado con un puntero sujeto a una gorra para marcar letras en una pantalla y ya se han reconocido patrones de palabras para crear frases personalizadas.

La prótesis que puede hacer hablar a las personas con parálisis cerebral

Esto, a través de un dispositivo que consta de una matriz de electrodos de alta densidad que fue implantado en la corteza motora del habla de los pacientes. 

“Nuestra idea a futuro es seguir haciendo pruebas con más participantes. y hacer de este dispositivo algo más accesible y generalizable. Y en últimas, que las personas con parálisis severa sin residuos de habla puedan comunicarse”.

Ahora bien, este dispositivo fue creado con algoritmos de aprendizaje profundo que crean modelos computacionales para detectar y clasificar las palabras en la actividad registrada. De esta manera, se aplicaron estos modelos, así como un modelo de lenguaje que dio probabilidades para crear la siguiente palabra y formar oraciones completas. Este proceso generó, en tiempo real, una tasa media de 15,2 palabras por minuto, con una tasa media de error de palabras del 25,6%. Los resultados parciales ya se publicaron en un artículo en la revista The New England Journal of Medicine.

Metro habló con David Moses, científico participante del estudio, para saber más detalles de la prótesis.

P: ¿Qué fue lo que motivó este estudio? 

–El proyecto ha cambiado mucho desde entonces . Siempre hemos pensado que el habla es parte fundamental de la comunicación humana. Quisimos entender cómo funciona el acto de hablar y escuchar y nos motivara que las personas con neuro parálisis pudieran hablar. Así que por esta razón nos enfocamos en estudiar cómo funcionaba el proceso cerebral en las personas con parálisis y su proceso de comunicación. Así que en este estudio ha sido un proceso de transición luego de mucho trabajo duro pudimos mostrar cómo el habla puede ser decodificado en actividad cerebral, y desarrollamos sistemas para decodificar esto offline y cuando las personas están en la sesión. 

La prótesis que puede hacer hablar a las personas con parálisis cerebral

También hemos hecho experimentos con pacientes voluntarios, y así pudimos decodificar las frases y palabras que armaban. Y lo que nos motiva es que son muy expresivos y tienen mucho que decir. Y estaban también muy frustrados de no poder comunicar lo que querían con toda la fidelidad del caso y que también quieren expresar muchos pensamientos con gran complejidad. Eso también nos motiva a buscar la actividad cerebral tras el proceso.

P: ¿Cuántas palabras y patrones han podido hallar?

–Al comienzo el vocabulario fue muy restrictivo. Hallamos hasta 50 palabras. Y hallamos palabras comunes. Ahora bien, se están construyendo frases con estas palabras, pero a medida que avancemos en el proyecto ampliaremos este rango.

P: ¿Por qué enfocarse en los músculos de la boca ? Ya existen varios estudios que apuntan más hacia el lenguaje de señas.

–Sí, existen varios dispositivos desarrollados que se enfocan más en la mano y se limitan más que todo a deletrear y sí, hay muchos que funcionan muy bien y son maravillosos, pero en últimas, nuestro objetivo es el habla.

Y por eso hemos estudiado cómo funcionan las partes del cerebro relacionadas con estas. 

P: ¿Cuáles han sido los desafíos de este proyecto? 

–Que nos adentramos en un terreno totalmente desconocido. Es decir, pacientes que tienen déficits comunicacionales, colaboraron con nosotros para poder comenzar a desarrollar patrones de habla con este dispositivo y se trataba de que confiaran y se sintieran cómodos. Además, todo lo hemos trabajado con un nuevo hardware. Son muchas cosas que hemos tenido que unir.

También hemos tenido que parar el estudio y hemos recolectado información.

No sabemos cuándo volveremos a retomar, pero por ahora esperamos que para ese momento todo salga bien. Ha sido un viaje también muy educativo al respecto.

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