Lo que parece un simple videojuego es un innovador sistema que tal vez un día les devuelva el control físico de sus vidas a las personas con parálisis. Los neurocirujanos de la Universidad Stanford and Brown implantaron microelectrodos en el cerebro de un participante del trabajo de investigación, un hombre paralítico, y lo conectaron a una computadora para permitir la transmisión de la señal eléctrica. El sujeto del ensayo, gracias a los microelectrodos, logró pilotear un drone virtual a lo largo de un trayecto de obstáculos similar a un videojuego, usando solo sus pensamientos. Este logro, que se detalló en un trabajo el 20 de enero en Nature Medicine, tiene implicancias importantes para las personas con parálisis, permitiéndoles disfrutar de actividades a las que no podían acceder. Y tal vez, un día logren recuperar movimientos autónomos. “Desarrollamos un sistema de interfaz cerebro-computadora de alto rendimiento y basado en los dedos que permite el control continuo de tres grupos (virtuales) de dedos independientes en el que el pulgar puede controlarse en dos dimensiones, lo que resulta en un total de cuatro grados de libertad”, escribieron los investigadores. Aunque los científicos han utilizado la tecnología cerebro-computadora durante más de una década para asistir a personas con parálisis, históricamente han enfrentado problemas para replicar movimientos complejos como los de los dedos, según una declaración a Nature.
El participante del estudio es un hombre diestro de 69 años que sufrió una lesión en la médula que lo dejó tetrapléjico, forma extrema de parálisis que impacta en casi todo el cuerpo. Como lo detalla el nuevo trabajo, se le implantaron microelectrodos en su giro precentral izquierdo, la parte del cerebro que controla los movimientos de la mano. Los neurocirujanos le pidieron al participante que observara los movimientos de una mano virtual, y luego usaron inteligencia artificial para identificar la actividad cerebral eléctrica asociada con movimientos de dedos en particular.
La asociación luego le permitió al sistema de IA predecir los movimientos deseados, aunque el participante no puede mover sus propios dedos. La interfaz cerebro-computadora le permitió entonces controlar los movimientos de una mano virtual utilizando sus pensamientos. La mano virtual se dividió en tres segmentos que él podía mover de manera vertical y horizontal, a veces simultáneamente: el pulgar, los dedos índice y medio, y el anular y meñique.
Nunca antes se había logrado algo así
“Es un grado de funcionalidad mayor a cualquier cosa que se haya hecho antes con los movimientos de los dedos”, dijo en sus declaraciones Matthew Willsey de la Universidad Stanford, quien encabezó el estudio y es además profesor adjunto en la Universidad de Michigan Ann Arbor. Con la práctica el participante pudo usar esta interfaz cerebro-computadora para controlar el movimiento y velocidad de un drone virtual en un trayecto simulado de obstáculos, de manera similar a la forma en que los que no tienen parálisis utilizan los controles de un videojuego.
La interfaz “toma las señales creadas en la corteza motora (del cerebro) que ocurren simplemente cuando el participante intenta mover sus dedos y usa una red neural artificial para interpretar sus intenciones con el fin de controlar dedos virtuales en la simulación. Luego enviamos una señal para controlar un drone virtual”. “La simulación con un drone no fue una decisión arbitraria ya que el participante del estudio es un apasionado del vuelo”, dijo Donald T. Avansino de la Universidad Stanford, que también participó del estudio. “Le cumplimos el sueño de volar, pero la plataforma también exhibía el control de los diferentes dedos”.
Los microelectrodos en el cerebro del participante estaban cableados a una computadora. Hay técnicas menos invasivas como el electroencefalograma (EEG, técnica indolora que mide la actividad eléctrica del cerebro sin cirugía), que permitieron a pacientes con parálisis la misma posibilidad de jugar videojuegos. Pero los investigadores sugieren que el control de la motricidad fina se logra mejor al trabajar más cerca de las neuronas, según las declaraciones de la U-M. De hecho, notaron en este estudio que la interfaz cerebro-computadora le permitió al participante una precisión de control sobre el drone seis veces mayor a la de un estudio previo parecido que se hizo utilizando la técnica de EEG. Aunque la capacidad de jugar un videojuego les permite a los pacientes con parálisis socializar y participar de actividades de ocio, el control preciso de la destreza tiene un potencial mayor. “Poder mover varios dedos virtuales con el control del cerebro implica que hay posibilidades de controlar múltiples factores, para toda clase de cosas, como operar software CAD, o componer música”, explicó Jaimie M. Hendesron de la Universidad Stanford. Es decir que esta tecnología podría permitirles a los pacientes practicar más actividades y hasta desarrollar carreras que antes les eran imposibles.
Este artículo ha sido traducido de Gizmodo US por Lucas Handley. Aquí podrás encontrar la versión original.
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Autor: Lucas Handley
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