Una imprortante hazaña médica ha permitido que una mujer aquejada de parálisis recupere la capacidad de ‘hablar’ gracias a la combinación de un implante cerebral y un avatar digital. Este sistema logra generar un promedio de 78 palabras por minuto.
Algunas enfermedades dejan a quienes las padecen atrapados en un silencio doloroso. La tecnología que busca restaurar su capacidad de comunicación, traduciendo la actividad cerebral en palabras, ha dado un paso de gigante con el desarrollo de dos nuevos tipos de implantes que agilizan, hacen más preciso y versátil este proceso.
Una de estas novedosas interfaces cerebro-ordenador (BCI), no solo traducen la actividad neuronal en texto, sino que se complementa con un avatar digital capaz de sintetizar la voz del usuario, similar a la que tenía previo a la parálisis, además de mostrar expresiones faciales.
Estos nuevos dispositivos logran generar texto a una velocidad promedio de 78 y 62 palabras por minuto, respectivamente, aunque todavía están por debajo de las 160 palabras por minuto de una conversación típica, representan un gran avance al ampliar el vocabulario y reducir la tasa de errores.
Las interfaces son, por el momento, pruebas de concepto que se han realizado en un entorno de laboratorio. Sin embargo, representan un avance significativo en la misión de facilitar la comunicación para personas que experimentan parálisis muscular que les impide hablar, como aquellas afectadas por un ictus o la esclerosis lateral amiotrófica (ELA).
«Con estos nuevos avances, es posible imaginar un futuro en el cual podamos restaurar la fluidez de la conversación a personas con parálisis, permitiéndoles expresarse libremente con una precisión que garantice una comprensión fiable», destacó Frank Willet, coordinador de uno de los estudios realizado en la Universidad de Stanford, durante una conferencia de prensa virtual.
Ann, vuelve a hablar gracias al implante cerebral y un avatar
El primer BCI fue desarrollado por un equipo dirigido por Edward Chang, de la Universidad de California en San Francisco, y permitió que una mujer identificada como Ann, que padecía una severa parálisis debido a un derrame cerebral, hablara a través de un avatar digital.
Este sistema logra generar un promedio de 78 palabras por minuto, con un 28% de error en un vocabulario de más de 39,000 palabras.
El equipo implantó un delgado rectángulo con 253 electrodos en la superficie del cerebro de la paciente, en áreas cruciales para el habla.
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Estos electrodos captaron las señales cerebrales que, de no haber sido por el ictus, habrían controlado los músculos de la lengua, mandíbula, laringe y cara. Un cable conectado a un puerto en su cabeza unió los electrodos a un conjunto de ordenadores.
Posteriormente, se procedió a entrenar un modelo de aprendizaje profundo para reconocer las señales cerebrales específicas de Ann relacionadas con el habla mientras ella intentaba pronunciar frases completas en silencio.
Este enfoque de inteligencia artificial no identifica palabras, sino los 39 fonemas que componen el inglés hablado, lo que mejoró la precisión del sistema y lo hizo tres veces más rápido.
El equipo no se limitó a decodificar las señales de habla en texto, sino que también abordó la importancia de la comunicación más allá de las palabras.
Chang explicó que «nuestra voz y expresiones faciales son parte integral de nuestra identidad». Por lo tanto, crearon un algoritmo para sintetizar el habla, personalizándolo para que se asemejara a la voz de Ann antes de la lesión, utilizando una grabación de su voz en su boda.
Este sistema se complementa con un avatar en la pantalla del ordenador, que es impulsado por un software que simula los movimientos musculares faciales al hablar y reproduce expresiones como felicidad, sorpresa o tristeza.
El avatar es aún una prueba de concepto inicial, pero se vislumbra como una tecnología potencial para la comunicación sin necesidad de hablar activamente.
Estos dispositivos todavía están lejos de ser utilizados en la vida diaria, pero representan un gran avance hacia ese objetivo, según coinciden los dos equipos.
Con estos logros, «hemos cruzado el umbral del rendimiento y estamos entusiasmados por cruzar el de la usabilidad. Ya no es una cuestión de si es posible», declaró Chang.