La tecnología para controlar una computadora usando solo sus pensamientos tiene existió por décadas. Sin embargo, hemos logrado un progreso limitado al usarlo para su propósito original: ayudar a las personas con discapacidades graves a comunicarse. Hasta ahora, eso es. Un nuevo estudio ha demostrado que una tecnología alternativa de interfaz cerebro-computadora puede ayudar a las personas con síndrome "encerrado" a hablar al mundo exterior. Incluso ha permitido a las víctimas informar que están felices, a pesar de la condición.

Las etapas finales de la condición degenerativa conocida como esclerosis lateral amiotrófica (ALS) o enfermedad de la neurona motora, deja a quienes la padecen en un estado completamente encerrado. Al final no pueden mover ninguna parte de sus cuerpos, ni siquiera sus ojos, aunque sus cerebros no se ven afectados. Pero los científicos han tenido dificultades para utilizar la tecnología de interfaz cerebro-computadora que mide la actividad eléctrica en el cerebro para ayudarlos a comunicarse.

Una razón para esto es que aún no está claro en qué medida estos sistemas convencionales de interfaz cerebro-computadora se basan en señales eléctricas que se generan por el movimiento de los músculos oculares. Una víctima de ALS que había estado usando una interfaz cerebro-computadora cuando aún podía mover los ojos perdió su habilidad para comunicarse a través de la tecnología después de quedar completamente encerrado. Esto sugería que la mayor parte de la actividad eléctrica registrada por la computadora estaba relacionada con movimientos involuntarios de los ojos que ocurrían cuando pensaba en algo en lugar de en los pensamientos mismos.

Monitoreo de oxígeno

Para superar este problema, un grupo internacional de investigadores utilizó una forma diferente de detectar la actividad neuronal que mide los cambios en la cantidad de oxígeno en el cerebro en lugar de las señales eléctricas. La investigación, publicada en PLoS Biology, involucró una técnica conocida como espectroscopía funcional de infrarrojo cercano, que utiliza la luz para medir los cambios en los niveles de oxígeno en la sangre. Debido a que las áreas del cerebro que están más activas en un momento dado consumen más oxígeno, esto significa que puede detectar patrones de actividad cerebral a partir de las fluctuaciones de oxígeno.

Esta técnica no es tan sensible a los movimientos musculares como los sistemas de electroencefalografía (EEG) utilizados para medir la actividad eléctrica. Esto significa que el nuevo método podría usarse para ayudar a las víctimas de ALS a comunicarse antes y después de que pierdan su capacidad total de moverse porque es más probable que solo registre la actividad cerebral relacionada con los pensamientos.

El estudio involucró a cuatro pacientes con ALS, tres de los cuales no habían podido comunicarse de manera confiable con sus cuidadores desde 2014 (el último desde principios de 2015). Al usar la nueva tecnología de interfaz cerebro-computadora, pudieron comunicarse de manera confiable con sus cuidadores y sus familias durante un período de varios meses. Esta es la primera vez que esto ha sido posible para pacientes encerrados.

A los voluntarios se les hicieron preguntas personales y de conocimiento general con respuestas conocidas de "sí" o "no". La interfaz cerebro-computadora captó sus respuestas correctamente 70% de las veces, lo que los investigadores argumentaron fue suficiente para demostrar que no solo registraron la respuesta correcta por casualidad. Experimentos similares con EEG no superaron este umbral de nivel de oportunidad.

Los pacientes también pudieron comunicar sus sentimientos sobre su condición, y los cuatro respondieron repetidamente "sí" cuando se les preguntó si estaban contentos en el transcurso de varias semanas. Incluso se le preguntó a un paciente si estaría de acuerdo con que su hija se casara con su novio. Desafortunadamente para la pareja, él dijo que no. Los voluntarios han seguido usando el sistema en casa después del final del estudio.

Investigación pionera

Como sé por mi propia investigación, trabajar con pacientes completamente encerrados requiere mucho trabajo arduo. En particular, no se puede saber con certeza si el usuario ha entendido cómo queremos que brinde una respuesta que podamos tratar de detectar. Si un sistema que se ha utilizado previamente para registrar la actividad cerebral de usuarios sin discapacidades no funciona con pacientes encerrados, es común suponer que la persona, y no la máquina, tiene la culpa, que puede no serlo. el caso. Además, existe una presión adicional sobre los investigadores, de la familia del paciente y de sí mismos, para cumplir el sueño de encontrar la manera de comunicarse con los voluntarios.

Estos desafíos resaltan el logro significativo del nuevo estudio. Es una pieza de investigación pionera que podría proporcionar un nuevo camino para desarrollar una mejor tecnología de interfaz cerebro-computadora. A pesar de que el sistema hasta ahora solo permite que los pacientes encerrados respondan sí o no, ya representa una gran mejora en la calidad de vida.

El primer sistema de interfaz cerebro-computadora fue diseñado para permitir a los usuarios con discapacidades (aunque no bloqueados) deletrear palabras y comunicar cualquier mensaje que quisieran, sin dudas a través de un proceso lento y largo. Por lo tanto, es seguro asumir que la nueva tecnología es solo el primer paso hacia sistemas más sofisticados que permitirían una comunicación bidireccional libre, no basada en preguntas simples.

Quizás lo más importante es que la tecnología ya ha restaurado las capacidades de comunicación de cuatro personas que habían estado mudas durante años. Imagine cómo deben haberse sentido estos pacientes y sus familias cuando finalmente pudieron "hablar" nuevamente. A pesar de los desafíos en la investigación de la interfaz cerebro-computadora, resultados como este son los que nos hacen seguir adelante.

Sobre el Autor

Ana Matran-Fernandez, Investigadora Post-doctoral, Universidad de Essex

Este artículo se publicó originalmente el La conversación. Leer el articulo original.

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