Una interfaz cerebro-computadora (BCI, por sus siglas en inglés) permite a las personas con parálisis manejar directamente una tableta de uso comercial solo con pensar en realizar movimientos del cursor y clics, según los resultados de un pequeño ensayo clínico.
Las tabletas y otros dispositivos informáticos móviles forman parte de la vida cotidiana, pero su uso puede resultar difícil para las personas con parálisis.
En un estudio publicado en PLOS ONE, tres participantes del ensayo clínico con tetraplejia, cada uno de los cuales utilizaba la BCI BrainGate, de carácter experimental, que registra la actividad neuronal directamente desde un pequeño sensor colocado en la corteza motora, pudieron navegar por programas de tableta de uso habitual, como aplicaciones de correo electrónico, chat, transmisión de música y uso compartido de vídeos.
Los participantes enviaron mensajes a familiares, amigos, miembros del equipo de investigación y otros participantes. Navegaron por la web, consultaron el tiempo y compraron en línea. Un participante, músico, interpretó un fragmento de la “Oda a la alegría” de Beethoven en una interfaz de piano digital.
CONTROL MENTAL
“Durante años, la colaboración BrainGate ha trabajado para desarrollar los conocimientos de neurociencia y neuroingeniería que permitan a las personas que han perdido capacidades motoras controlar dispositivos externos solo con pensar en el movimiento de su propio brazo o mano”, afirma Jaimie Henderson, autor principal y neurocirujano de la Universidad de Stanford.
“En este estudio, hemos aprovechado esos conocimientos para restaurar la capacidad de las personas de controlar exactamente la misma tecnología cotidiana que utilizaban antes de la aparición de sus enfermedades. Fue maravilloso ver cómo los participantes se expresaban o simplemente encontraban una canción que querían escuchar”, afirma.
La BCI BrainGate, de carácter experimental, incluye un implante del tamaño de una aspirina infantil que detecta las señales asociadas a los movimientos intencionados generados en la corteza motora del cerebro. Estas señales se decodifican y se envían a dispositivos externos. Los investigadores de BrainGate y otros grupos que utilizan tecnologías similares han demostrado que el dispositivo puede permitir a las personas mover brazos robóticos o recuperar el control de sus propias extremidades, a pesar de haber perdido capacidades motoras por una enfermedad o lesión.
Dos de los participantes de este último estudio presentaban debilidad o pérdida de movimiento en brazos y piernas debido a la esclerosis lateral amiotrófica (ELA), una enfermedad progresiva que afecta a los nervios del cerebro y la médula espinal que controlan el movimiento. El tercer participante estaba paralizado a causa de una lesión medular. Todos participaban en un ensayo clínico destinado a evaluar la seguridad y la viabilidad del sistema BrainGate, de carácter experimental.
En este estudio, las señales neuronales de la BCI BrainGate se enviaron a una interfaz Bluetooth que los investigadores configuraron para funcionar como un ratón inalámbrico. El ratón virtual se empareja con una tableta Google Nexus 9 sin modificaciones. Los investigadores pidieron a los participantes que realizaran una serie de tareas diseñadas para comprobar qué tan bien podían navegar por diversas aplicaciones de uso habitual y pasar de una aplicación a otra.
Los participantes navegaron por selecciones musicales de un servicio de transmisión, buscaron vídeos en YouTube, desplazaron la pantalla por un agregador de noticias y redactaron correos electrónicos y mensajes de chat.
FUNCIONAL Y DIVERTIDO
El estudio demostró que los participantes podían realizar hasta 22 selecciones de apuntar y hacer clic por minuto mientras utilizaban diversas aplicaciones. En las aplicaciones de texto, los participantes pudieron escribir hasta 30 caracteres efectivos por minuto utilizando interfaces estándar de correo electrónico y mensajería de texto.
Según indica el estudio, los participantes afirmaron que la interfaz les resultaba intuitiva y divertida de usar. Uno de ellos dijo: “Se sentía más natural que las veces que recuerdo haber usado un ratón”. Otro declaró tener “más control sobre esto que sobre lo que suelo usar”.
Los investigadores se mostraron satisfechos al ver con qué rapidez los participantes utilizaron la interfaz de la tableta para explorar sus aficiones e intereses.
“Fue estupendo ver a nuestros participantes avanzar en las tareas que les pedimos que realizaran, pero lo más gratificante y divertido del estudio fue cuando simplemente hicieron lo que querían hacer: usar las aplicaciones que les gustaban para comprar, ver vídeos o simplemente charlar con amigos”, afirma el autor principal Paul Nuyujukian, bioingeniero.
“Una de las participantes nos dijo al principio del ensayo que una de las cosas que más deseaba hacer era volver a tocar música. Así que verla tocar en un teclado digital fue fantástico”, afirma Nuyujukian.
FUNCIONA SIN CONFIGURACIÓN PREVIA
El hecho de que los investigadores no modificaran los dispositivos de tableta y de que todas las tabletas tuvieran desactivado el software de accesibilidad preinstalado fue una parte importante del estudio, según señalan los investigadores.
“Las tecnologías de asistencia disponibles hoy en día, aunque son importantes y útiles, presentan limitaciones inherentes en cuanto a la velocidad de uso que permiten o a la flexibilidad de la interfaz”, afirma el autor principal Krishna Shenoy, ingeniero eléctrico y neurocientífico.
“Esto se debe en gran medida a las limitadas señales de entrada disponibles. Con la riqueza de la entrada de la BCI, pudimos simplemente comprar dos tabletas en Amazon, activar Bluetooth, y los participantes pudieron usarlas con nuestro sistema BrainGate, de carácter experimental, nada más sacarlas de la caja”, afirma Shenoy.
Los investigadores afirman que el estudio también tiene el potencial de abrir nuevas e importantes vías de comunicación entre los pacientes con graves déficits neurológicos y sus proveedores de atención sanitaria.
“Esto tiene un gran potencial para restaurar una comunicación fiable, rápida y rica para alguien con síndrome de enclaustramiento que no puede hablar”, afirma Jose Albites Sanabria, quien realizó esta investigación como estudiante de posgrado en ingeniería biomédica en la Universidad Brown.
“Esto no solo podría aumentar la interacción con sus familiares y amigos, sino también servir de canal para describir de forma más completa los problemas de salud en curso a los cuidadores.”
MANTENERSE CONECTADO
Como neurocientífico y neurólogo de cuidados intensivos en ejercicio, el autor principal Leigh Hochberg, de la Universidad Brown, el Hospital General de Massachusetts y el Centro Médico de Asuntos de Veteranos de Providence, considera que las capacidades restauradoras de las BCI ejemplificadas en este estudio tienen un enorme potencial.
“Cuando veo a alguien en la unidad de cuidados intensivos neurológicos que ha sufrido un ictus agudo y ha perdido la capacidad de moverse o comunicarse, me gustaría poder decirle: ‘Lamento mucho que esto haya ocurrido, pero podemos restaurar su capacidad de usar las tecnologías que utilizaba antes de que esto sucediera, y podrá volver a usarlas mañana’”, afirma Hochberg.
“Y nos estamos acercando a poder decirle a alguien diagnosticado con ELA: ‘Aunque sigamos buscando una cura, nunca perderá la capacidad de comunicarse’. Este trabajo es un paso hacia esos objetivos”, afirma Hochberg.
El dispositivo está limitado por ley federal a su uso en investigación. Otros investigadores pertenecen al Instituto Carney de Ciencias del Cerebro de Brown, al Centro Médico de Asuntos de Veteranos de Providence, al Hospital General de Massachusetts y a Stanford.
