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Un hombre con parálisis ha conseguido agarrar, mover y dejar caer objetos con un brazo robótico conectado a un dispositivo que transmite las señales de su cerebro a un ordenador. El paciente fue capaz de realizar todas estas acciones simplemente imaginándolas.
El dispositivo, denominado interfaz cerebro-ordenador (BCI) y desarrollado por investigadores de la Universidad de California en San Francisco, funcionó siete meses sin requerir ningún ajuste. Hasta ahora, este tipo de dispositivos solo funcionaban uno o dos días.
La BCI emplea un modelo de Inteligencia Artificial (IA) que puede adaptarse a los pequeños cambios que se producen en el cerebro cuando una persona repite un movimiento (en este caso, un movimiento imaginado) y aprende a hacerlo de una manera más refinada.
"Esta combinación de aprendizaje entre humanos e IA es la siguiente fase de estas interfaces cerebro-computadora, y es lo que necesitamos para lograr una función sofisticada y similar a la de la vida real", afirmó Karunesh Ganguly, neurólogo del Instituto Weill de Neurociencias de la UCSF.
Los detalles del dispositivo, financiado por los Institutos Nacionales de Salud de Estados Unidos (NIH), se publican este jueves en la revista Cell.
La clave de esta innovación fue saber cómo cambia la actividad en el cerebro día a día cuando un participante del estudio imagina repetidamente que hace movimientos específicos. Cuando la IA estuvo programada para tener en cuenta esos cambios, funcionó durante meses seguidos, explican los autores.
Durante meses, Ganguly estudió cómo los patrones de actividad cerebral en animales representan movimientos específicos y vio que estas representaciones cambiaban día a día a medida que el animal aprendía. Sospechaba que lo mismo estaba sucediendo en los humanos y que por eso sus BCI perdían tan rápidamente la capacidad de reconocer estos patrones.
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Con esa información, su equipo trabajó con un paciente que estaba paralizado tras un derrame cerebral y que no podía hablar ni moverse.
El hombre tenía pequeños sensores implantados en la superficie de su cerebro que podían captar la actividad cerebral cuando imaginaba moverse.
Para ver si sus patrones cerebrales cambiaban con el tiempo, Ganguly le pidió que imaginara que movía diferentes partes de su cuerpo y, aunque no podía moverlas, su cerebro generaba unas señales que la BCI registraba a través de los sensores del cerebro.
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El equipo descubrió que la forma de las representaciones en el cerebro permanecía igual, pero su ubicación cambiaba ligeramente de un día para otro.
Entonces, Ganguly pidió al participante que se imaginara haciendo movimientos simples con sus dedos, manos o pulgares durante el transcurso de dos semanas, mientras los sensores registraban su actividad cerebral para entrenar a la IA.
Posteriormente, el paciente intentó controlar un brazo y una mano robóticos, pero los movimientos aún no eran muy precisos.
Ganguly le hizo practicar con un brazo robótico virtual que le daba retroalimentación sobre la precisión de sus visualizaciones y finalmente, consiguió que el brazo virtual hiciera lo que él quería.
Cuando el paciente comenzó a practicar con el brazo robótico real, solo le llevó unas pocas sesiones transferir sus habilidades al mundo real y hacer que el brazo robótico recogiera bloques, los girara y los moviera a nuevas ubicaciones. Incluso podía abrir un armario, sacar una taza y acercarla a un dispensador de agua.
Meses después, el paciente todavía podía controlar el brazo robótico y solo necesitó una 'puesta a punto' mínima para ajustar la forma en que sus representaciones de movimiento habían cambiado desde que comenzó a usar el dispositivo.
El equipo está perfeccionando los modelos de IA para hacer que el brazo robótico se mueva más rápido y suavidad para probarlo en un entorno doméstico.
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Para las personas con parálisis, la capacidad de alimentarse o beber agua cambiaría su vida, algo que Ganguly cree que está a nuestro alcance: "Estoy muy seguro de que hemos aprendido cómo construir el sistema ahora y que podemos hacer que funcione", dijo.
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