Tipos de interfaz cerebro-máquina: escritura mental

Investigadores del Instituto Médico Howard Hughes (HHH ) han logrado habilitar una interfaz cerebro-máquina para escribir la escritura mental de los usuarios por primera vez. El equipo descifró la actividad cerebral asociada con la escritura a mano para lograr el resultado.

El participante era un individuo con parálisis que tenía sensores implantados en su cerebro, y el equipo se basó en un algoritmo para identificar letras mientras intentaba escribirlas. El sistema pudo analizar esto y mostrar el texto en una pantalla en tiempo real.

Según Krishna Shenoy, investigador del Instituto Médico Howard Hughes en la Universidad de Stanford, este desarrollo podría permitir que las personas con parálisis escriban rápidamente sin necesidad de usar sus manos. Shenoy estuvo acompañado por el neurocirujano de Stanford Jaimie Henderson.

El trabajo se publicó en la revista Nature el 12 de mayo.

El participante pudo escribir 90 caracteres por minuto, lo que es más del doble de la cantidad registrada anteriormente con un tipo de interfaz cerebro-máquina.

Jose Carmena, ingeniero neural en la Universidad de California, Berkeley, dice que “es un gran avance en el campo” que puede ayudar a muchas personas con discapacidades diferentes. Las interfaces cerebro-ordenador permiten convertir el pensamiento en acción.

“Este artículo es un ejemplo perfecto: la interfaz descodifica el pensamiento de escribir y produce la acción.”

Lesiones y actividad neural

Incluso si una persona sufre una lesión o enfermedad que le impide caminar, agarrar o hablar, la actividad neural del cerebro para esas acciones sigue presente. Debido a esto, los investigadores pueden utilizar esta actividad para crear sistemas que beneficien a estas personas.

El equipo de Shenoy ha estado trabajando en la descodificación de la actividad neural asociada con el habla durante años, y han desarrollado una forma para que los participantes implanten sensores y usen sus pensamientos para mover un cursor en una pantalla.

Sin embargo, no ha habido un esfuerzo real para hacer lo mismo con la escritura a mano.

“Queremos encontrar nuevas formas de permitir que las personas se comuniquen más rápido”, dice Frank Willett, neurocientífico del grupo.

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BCI y sensores implantados

El equipo colaboró con un participante de 65 años que estaba inscrito en un ensayo clínico BrainGate2. BrainGate2 está probando la seguridad de las interfaces cerebro-máquina para dispositivos que transmiten datos directamente desde el cerebro a una computadora.

Se implantaron dos sensores pequeños en la parte del cerebro responsable de controlar la mano y el brazo, lo que permitió al individuo mover un brazo robótico o un cursor a través de intentos de mover su propio brazo paralizado.

Los sensores capturaron señales de neuronas individuales cuando el participante imaginaba escribir, y el algoritmo de aprendizaje automático reconoció patrones cerebrales al producir cada letra. Este sistema permitió al hombre copiar oraciones y responder preguntas casi tan rápido como alguien de su edad que escribe en un teléfono inteligente.

Según Willett, la BCI opera rápidamente debido a que cada letra provoca un patrón de actividad muy distintivo que puede ser fácilmente distinguido por el algoritmo.

El equipo ahora se centrará en un participante que no puede hablar, y los investigadores creen que este nuevo sistema puede beneficiar enormemente a las personas que sufren de parálisis causada por diversas condiciones.