Consiguen que un hombre con parálisis cerebral mueva un brazo robótico con sus pensamientos: «Podemos hacer que funcione»

Un hombre que quedó paralizado por un derrame cerebral ha conseguido controlar un brazo robótico a través de un dispositivo que transmite señales de su cerebro a un ordenador.

Este hallazgo, realizado por investigadores de la Universidad de California en San Francisco (Estados Unidos), aparece explicado en un estudio publicado este jueves en la revista ‘Cell’.

El hombre era capaz de agarrar, mover y dejar caer objetos simplemente imaginándose a sí mismo realizando esas acciones.

El dispositivo, conocido como interfaz cerebro-ordenador (BCI), funcionó durante un tiempo récord de siete meses sin necesidad de ajustes. Hasta ahora, este tipo de dispositivos sólo funcionaban durante uno o dos días.

La BCI se basa en un modelo de inteligencia artificial (IA) que puede adaptarse a los pequeños cambios que se producen en el cerebro cuando una persona repite un movimiento -o en este caso, un movimiento imaginado- y aprende a hacerlo de una manera más refinada.

«Esta combinación de aprendizaje entre humanos e IA es la siguiente fase de estas interfaces cerebro-ordenador«, según el neurólogo Karunesh Ganguly, profesor de neurología y miembro del Instituto Weill de Neurociencias de la Universidad de California en San Francisco, quien añade: «Es lo que necesitamos para lograr una función sofisticada y similar a la de la vida real«.

La clave fue el descubrimiento de cómo cambia la actividad en el cerebro día a día cuando un participante del estudio imagina repetidamente que hace movimientos específicos. Una vez que la IA estuvo programada para tener en cuenta esos cambios, funcionó durante meses seguidos.

Ubicación

Ganguly estudió cómo los patrones de actividad cerebral en animales representan movimientos específicos y vio que estas representaciones cambiaban día a día a medida que el animal aprendía. Sospechaba que lo mismo estaba sucediendo en los humanos y que, por eso, sus BCI perdían tan rápidamente la capacidad de reconocer estos patrones.

Ganguly y el neurólogo Nikhilesh Natraj trabajaron con un participante del estudio que había quedado paralizado por un derrame cerebral años antes. No podía hablar ni moverse. Tenía pequeños sensores implantados en la superficie de su cerebro que podían captar la actividad cerebral cuando imaginaba moverse.

Para ver si sus patrones cerebrales cambiaban con el tiempo, Ganguly pidió al hombre que imaginara mover diferentes partes de su cuerpo, como las manos, los pies o la cabeza.

Aunque no podía moverse, el cerebro del participante podía generar señales para un movimiento cuando se imaginaba que lo hacía. La BCI registraba las representaciones de estos movimientos en el cerebro a través de los sensores del cerebro.

El equipo de Ganguly descubrió que la forma de las representaciones en el cerebro permanecía igual, pero su ubicación cambiaba ligeramente de un día para otro.

De lo virtual a la realidad

Luego, Ganguly pidió al hombre que se imaginara haciendo movimientos simples con sus dedos, manos o pulgares durante el transcurso de dos semanas, mientras los sensores registraban su actividad cerebral para entrenar a la IA. Después, el participante intentó controlar un brazo y una mano robóticos, pero los movimientos aún no eran muy precisos.

Ganguly hizo que el participante practicara con un brazo robótico virtual que le daba retroalimentación sobre la precisión de sus visualizaciones. Finalmente, consiguió que el brazo virtual hiciera lo que él quería.

Una vez que el hombre comenzó a practicar con el brazo robótico real, solo le tomó unas pocas sesiones de práctica transferir sus habilidades al mundo real. Podía hacer que el brazo robótico recogiera bloques, los girara y los moviera a nuevas ubicaciones. Incluso podía abrir un armario, sacar una taza y acercarla a un dispensador de agua.

Meses después, el hombre todavía podía controlar el brazo robótico después de una ‘puesta a punto’ de 15 minutos para ajustar la forma en que sus representaciones de movimiento habían cambiado desde que comenzó a usar el dispositivo.

Para las personas con parálisis, la capacidad de alimentarse o beber agua cambiaría sus vidas. «Estoy muy seguro de que hemos aprendido cómo construir el sistema ahora y que podemos hacer que funcione«, concluye Ganguly.