NEUROCIENCIA | Con electrodos en la superficie cerebral
Un paso hacia la 'máquina' para leer el pensamiento
El físico Stephen Hawking, en una imagen de archivo. | APEl genial físico Stephen Hawking acciona con sus mejillas un sofisticado sintetizador electrónico para comunicarse. Pero emplea minutos para emitir cada palabra y las coversaciones con él tienen que ser en diferido, porque el investigador necesita conocer las preguntas de antemano para contestar en un tiempo razonable. Hawking padece desde los 21 años esclerosis lateral amiotrófica (ELA) y aún puede mover algunos músculos de la mano y otros tantos de la cara que le permiten comunicarse. Sin embargo, hay muchas personas con parálisis totales o síndromes como el de cautiverio cuya última esperanza reside en el avance de la neurociencia.
La solución para los problemas de comunicación inherentes a las parálisis totales o a ciertos síndromes como el de cautiverio que impiden la comunicación de forma casi completa están cada día más cerca. Un equipo de neurocientíficos de la Universidad de California en Berkeley (EEUU) acaba de presentar el primer paso para conseguir escuchar discursos tan sólo imaginados por pacientes que no pueden hablar.
Los investigadores han conseguido descifrar la actividad eléctrica que se produce en el cerebro cuando una persona escucha una conversación. De esta forma, son capaces de saber qué palabra ha escuchado un ser humano gracias sólo a las señales que emite su cerebro. Es cierto que, por el momento, la investigación explica únicamente como descodificar palabras que la persona ha escuchado. El reto, y el gran interés de la investigación, se esconde tras el siguiente paso: lograr la interpretación de palabras o conversaciones tan sólo pensadas por pacientes que no pueden expresarse con la voz.
Para los autores, Ludwig van Beethoven es la mejor metáfora de su trabajo. El genio era capaz de oír en su cabeza sus composiciones, a pesar de ser sordo. La técnica aspira a funcionar como el cerebro de Beethoven.
Para realizar la investigación, los científicos necesitaban colocar electrodos en la superficie del cerebro de cierto número de personas, algo demasiado invasivo como para hacerlo sólo por el bien de la investigación. De forma que Pasley, escogió a pacientes en su mayoría con epilepsia producida por un tumor cerebral, que iban a ser sometidos a neurocirugía para conocer el alcance de la lesión.
De entre todos, 15 se prestaron voluntarios para participar en la investigación. Los cirujanos cortaron una zona del cráneo e hicieron lo que correspondía en cada caso. Después, colocaron los electrodos sobre las circunvoluciones temporales superior y media (áreas responsables de la audición) de la corteza cerebral. Pasley se ocupó tras las intervenciones de tener conversaciones de entre 5 y 10 minutos con cada paciente en las que grabó la actividad cerebral de los enfermos. A través de las señales que las palabras oídas generan en la corteza cerebral, los investigadores lograron desarrollar dos modelos para descifrar las señales del cerebro.
Para comprobar la precisión del sistema de descifrado, el espectrograma obtenido por los modelos se compara con el que producen las ondas acústicas originales.
En la literatura científica ya existen ejemplos de éxitos rotundos para conseguir que un paciente pueda mover un ratón o una prótesis mecánica con la actividad cerebral. Sin embargo, los autores de esta nueva investigación aseguran que esto es "relativamente sencillo comparado con la reconstrucción del lenguaje". En el trabajo se utilizaron un grupo de palabras finitas -en concreto 47- en las que centraban sus objetivos. Este hecho limita los resultados, pero algunos colegas de Pasley y el equipo de Berkeley reconocen aún así que la investigación tiene un gran potencial médico, en algunos casos a corto plazo.
"Son los primeros pasos hacia un sistema que permitirá comunicarse a pacientes como Stephen Hawking, por ejemplo", asegura Miguel Maravall, investigador principal del Grupo de Dinámica y Plasticidad de las Respuestas Sensoriales Corticales del Instituto de Neurociencias de Alicante. "Pero en personas con un síndrome de 'lock in' total (síndrome de cautiverio) esto abre la puerta a que se pueda generar un vocabulario de 100 palabras útiles y que un generador artificial de palabras pudiera articularlas por ellos".
La solución para los problemas de comunicación inherentes a las parálisis totales o a ciertos síndromes como el de cautiverio que impiden la comunicación de forma casi completa están cada día más cerca. Un equipo de neurocientíficos de la Universidad de California en Berkeley (EEUU) acaba de presentar el primer paso para conseguir escuchar discursos tan sólo imaginados por pacientes que no pueden hablar.
Los investigadores han conseguido descifrar la actividad eléctrica que se produce en el cerebro cuando una persona escucha una conversación. De esta forma, son capaces de saber qué palabra ha escuchado un ser humano gracias sólo a las señales que emite su cerebro. Es cierto que, por el momento, la investigación explica únicamente como descodificar palabras que la persona ha escuchado. El reto, y el gran interés de la investigación, se esconde tras el siguiente paso: lograr la interpretación de palabras o conversaciones tan sólo pensadas por pacientes que no pueden expresarse con la voz.
Para los autores, Ludwig van Beethoven es la mejor metáfora de su trabajo. El genio era capaz de oír en su cabeza sus composiciones, a pesar de ser sordo. La técnica aspira a funcionar como el cerebro de Beethoven.
La posibilidad de leer el pensamiento
"Para reconstruir conversaciones imaginadas se pueden aplicar los mismos principios que hemos usado en esta investigación para traducir las verbalizaciones internas de alguien", explica el autor principal del trabajo Brian Pasley, investigador del Instituto de Neurociencias Helen Wills, de la Universidad de California en Berkeley. "Hay evidencias de que oír un sonido e imaginar ese mismo sonido activa áreas similares del cerebro".Para realizar la investigación, los científicos necesitaban colocar electrodos en la superficie del cerebro de cierto número de personas, algo demasiado invasivo como para hacerlo sólo por el bien de la investigación. De forma que Pasley, escogió a pacientes en su mayoría con epilepsia producida por un tumor cerebral, que iban a ser sometidos a neurocirugía para conocer el alcance de la lesión.
De entre todos, 15 se prestaron voluntarios para participar en la investigación. Los cirujanos cortaron una zona del cráneo e hicieron lo que correspondía en cada caso. Después, colocaron los electrodos sobre las circunvoluciones temporales superior y media (áreas responsables de la audición) de la corteza cerebral. Pasley se ocupó tras las intervenciones de tener conversaciones de entre 5 y 10 minutos con cada paciente en las que grabó la actividad cerebral de los enfermos. A través de las señales que las palabras oídas generan en la corteza cerebral, los investigadores lograron desarrollar dos modelos para descifrar las señales del cerebro.
Para comprobar la precisión del sistema de descifrado, el espectrograma obtenido por los modelos se compara con el que producen las ondas acústicas originales.
En la literatura científica ya existen ejemplos de éxitos rotundos para conseguir que un paciente pueda mover un ratón o una prótesis mecánica con la actividad cerebral. Sin embargo, los autores de esta nueva investigación aseguran que esto es "relativamente sencillo comparado con la reconstrucción del lenguaje". En el trabajo se utilizaron un grupo de palabras finitas -en concreto 47- en las que centraban sus objetivos. Este hecho limita los resultados, pero algunos colegas de Pasley y el equipo de Berkeley reconocen aún así que la investigación tiene un gran potencial médico, en algunos casos a corto plazo.
"Son los primeros pasos hacia un sistema que permitirá comunicarse a pacientes como Stephen Hawking, por ejemplo", asegura Miguel Maravall, investigador principal del Grupo de Dinámica y Plasticidad de las Respuestas Sensoriales Corticales del Instituto de Neurociencias de Alicante. "Pero en personas con un síndrome de 'lock in' total (síndrome de cautiverio) esto abre la puerta a que se pueda generar un vocabulario de 100 palabras útiles y que un generador artificial de palabras pudiera articularlas por ellos".
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