El dispositivo implantado quirúrgicamente permite identificar y descodificar los movimientos de los dedos de la persona con parálisis para que pueda pilotar un dron virtual Leer El dispositivo implantado quirúrgicamente permite identificar y descodificar los movimientos de los dedos de la persona con parálisis para que pueda pilotar un dron virtual Leer
El consorcio científico Braingate está integrado por un equipo de neurólogos, neurocientíficos, ingenieros, informáticos, neurocirujanos, matemáticos y otros investigadores para desarrollar tecnologías de interfaz cerebro-ordenador, que ayuden a restablecer la comunicación, la movilidad y la independencia de las personas con enfermedades neurológicas, lesiones o pérdida de extremidades.
Los dispositivos se basan en un conjunto de microelectrodos implantados en el cerebro que descodifican las señales neuronales asociadas a la intención del movimiento de una extremidad y las conectan con un ordenador en tiempo real que pone en marcha dispositivos externos. En los últimos años, los estudios sobre estos dispositivos han mostrado, en el contexto de ensayo, que personas con lesión medular, ictus y ELA pueden recuperar con ayuda de estos dispositivos implantados la capacidad de realizar ciertos movimientos de precisión con el pensamiento.
Los datos de un ensayo que se han comunicado hoy lunes en Nature Medicine avanzan en esa búsqueda de dispositivos que ayuden a los pacientes en su movimiento y comunicación. En esta ocasión, la investigación que se publica supera un escollo importante para este tipo de tecnología, que consiste en reproducir los movimientos complejos de los dedos en actividades como teclear, tocar un instrumento o usar el mando de un videojuego.
El trabajo, coordinado por Francis R. Willett y Jaimie M. Henderson, del Departamento de Neurocirugía de la Universidad de Stanford, en California, y con Mathew Willsey, investigador en la Universidad de Michigan, como primer firmante, ha completado una interfaz cerebro-ordenador capaz de registrar los patrones de actividad eléctrica de múltiples neuronas del cerebro para traducir movimientos digitalescomplejos.
La interfaz se implantó en la circunvolución precentral izquierda (la región cerebral responsable del control de los movimientos finos de la mano y los dedos) en una persona con parálisis de las extremidades superiores e inferiores (lesión en la médula espinal cervical, C4).
Los científicos colocaron 192 electrodos en el hemisferio cerebral izquierdo del voluntario del estudio. Así registraron la actividad neuronal mientras el participante observaba una mano virtual que realizaba diversos movimientos. De esta forma, los investigadores utilizaron algoritmos de aprendizaje automático para identificar las señales vinculadas a movimientos específicos de los dedos.
Un nivel de precisión inédito
A partir de estas señales, el sistema fue capaz de predecir con precisión los movimientos de los dedos, lo que permitió al participante controlar tres grupos de dedos distintos, que incluían movimientos bidimensionales del pulgar, en una mano virtual. El sistema alcanzó un nivel de precisión y libertad de movimientos superior al conocido hasta ahora en estudios anteriores.
Los investigadores ampliaron la aplicación de este control de los dedos a un videojuego. Los movimientos de los dedos descodificados por la interfaz se programaron para controlar la velocidad y la dirección de un dron virtual, lo que permitió al participante pilotar el dispositivo a través de múltiples carreras de obstáculos como parte de un videojuego.
Como destacan los autores del estudio, las actividades de ocio y deportes son necesidades insatisfechas para las personas con parálisis, según indican recientes encuestas realizadas en personas con lesión medular. Y exponen que «el control intuitivo del participante fue descrito anecdóticamente como algo parecido a tocar un instrumento musical y evocó una fuerte sensación de actividad, recreación y socialización». De hecho, este voluntario había expresado (incluso antes de inscribirse en el ensayo clínico) que una de sus prioridades personales más importantes era utilizar una interfaz para controlar un dron; sentía que controlarlo le permitiría, por primera vez desde su lesión, «levantarse» figurativamente de la cama o silla.
Eduardo Fernández, director del Instituto de Bioingeniería de la Universidad Miguel Hernández de Elche y director del grupo de Neuroingeniería Biomédica del Centro de Investigación Biomédica en Red de Bioingeniería, Biomateriales y Nanomedicina (CIBER-BBN), afirma sobre esta investigación que «presenta un avance significativo en el campo de las BCI [interfaces cerebro-ordendador] al lograr la decodificación continua de movimientos de dedos con un alto grado de libertad».
Una investigación prometedora
El investigador destaca, en declaraciones a SMC España, «la importancia del control individualizado de los dedos como una representación intermedia entre la actividad neuronal y las interfaces computacionales, similar a cómo las personas sin discapacidad utilizan sus dedos para interactuar con teclados y controladores de videojuegos. Esta tecnología ofrece un marco intuitivo para el desarrollo de interfaces digitalescontroladas por el cerebro, abriendo nuevas posibilidades para el ocio y la socialización».
No obstante, matiza que el estudio se ha realizado en un solo paciente, por lo que son necesarios más ensayos. «Además, el flujo de información sigue siendo unidireccional (desde el cerebro al dispositivo) y no incluye retroalimentación sensorial (la información que el cerebro recibe de los dedos), lo que puede dificultar o limitar el control de interfaces más complejas», puntualiza.
Con todo, en este campo de investigación atisba un futuro «esperanzador» e insta a «estar preparados para poder utilizar estas nuevas tecnologías para mejorar la calidad de vida de los pacientes con lesiones de la médula espinal», lo que incluye el manejo de eventuales «cuestiones éticas, legales y sociales que pueden surgir cuando estas nuevas tecnologías se vayan incorporando a la práctica médica».
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