El implante cerebral de UC Davis permite a un paciente con ELA hablar con un 99% de precisión y trabajar a tiempo completo, sin necesidad de investigadores

Un hombre con ELA ha estado utilizando un implante cerebral para hablar de forma independiente durante más de 3.800 horas en los últimos dos años, produciendo casi 2 millones de palabras a una velocidad promedio de 56 palabras por minuto. El estudio, publicado el lunes en Nature Medicine por investigadores de la Universidad de California en Davis, representa la demostración sostenida más larga de que una interfaz cerebro-computadora puede servir como una herramienta práctica de comunicación cotidiana fuera de un laboratorio. Casey Harrell, un participante de 47 años, utilizó el sistema para volver a trabajar a tiempo completo como abogado ambiental.

El implante consta de cuatro conjuntos de microelectrodos colocados en la circunvolución precentral izquierda de Harrell, la región del cerebro que coordina el habla, y registra la actividad de 256 electrodos corticales. Los algoritmos de aprendizaje automático construidos en una plataforma de software llamada BRAND, desarrollada por el becario postdoctoral de UC Davis, Nicholas Card, traducen esa actividad neuronal en sonidos del idioma inglés y luego asignan esos sonidos a palabras y oraciones. El sistema lee el texto decodificado en una versión sintetizada de la voz anterior a la ELA de Harrell.

En pruebas controladas con un vocabulario de 125.000 palabras, el sistema logró una precisión de palabras del 99%. En el uso diario fuera del laboratorio, Harrell calificó el 92% de las oraciones como precisas o mayoritariamente precisas. Durante el período de estudio, comunicó más de 183.000 frases.

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"El punto para mí es que permite la comunicación diaria de una persona que quiere hablar pero no puede."Dijo a The Register el neurocirujano David Brandman, quien implantó el dispositivo en 2023 y codirigió el estudio".A pesar de estar paralizado, ha regresado a trabajar a tiempo completo y tiene conversaciones significativas con su hija, quien nunca escuchó su voz."

La importancia del estudio radica no sólo en la precisión sino también en la independencia. Los sistemas BCI anteriores requerían que los investigadores estuvieran presentes en el hogar del paciente, o que el paciente viajara al laboratorio, siempre que se utilizara el dispositivo. El sistema de Harrell lo gestiona su equipo de atención domiciliaria y no requiere el apoyo de ningún investigador.

Según el cronograma del estudio, utilizó un promedio de más de cinco horas por día.

El equipo de UC Davis es parte de BrainGate, un consorcio de universidades y el Departamento de Asuntos de Veteranos de EE. UU. que desarrolla interfaces cerebro-computadora para la restauración del habla, el control por computadora y la restauración del movimiento. El hardware en sí no está hecho a medida, sino que utiliza matrices de microelectrodos existentes producidas por Blackrock Neurotech. Avances en software, particularmente en los algoritmos de aprendizaje automático de la plataforma BRAND que intentan decodificar el habla a partir de señales neuronales en tiempo real.

Brandman comparó el estado actual de la tecnología BCI con los primeros marcapasos, que en la década de 1950 requerían baterías grandes o cables externos para la alimentación de pared. Setenta años después, se implantaron marcapasos en procedimientos ambulatorios. "Estamos en las primeras etapas de dicha tecnología.Bombero Md.

Harrell todavía está conectado a una computadora externa, pero los avances en inteligencia artificial del equipo de UC Davis combinados con la miniaturización del hardware en compañías como Neuralink, Synchron y Paradromics apuntan a un futuro donde la configuración será mucho menos engorrosa.

El panorama competitivo en BCI se está acelerando. Neuralink ha implantado el dispositivo en al menos 21 pacientes bajo protocolos de investigación, pero carece de aprobación comercial. China aprobó la primera BCI invasiva disponible comercialmente a principios de este año.

Otros métodos para restaurar el habla en personas con ELA utilizan la transformación de la voz con IA en lugar de implantes cerebrales, pero estos métodos requieren que el paciente conserve cierta capacidad vocal.

Lo que distingue al trabajo de UC Davis es su demostración de que una BCI puede pasar de ser un experimento de laboratorio a una herramienta práctica y duradera para el día a día. Según el co-investigador principal Sergey Stavisky, las 3.800 horas de grabaciones cerebrales constituyen el conjunto de datos neuronales individuales más grande con resolución de una sola neurona, que servirá de base para futuras mejoras en los algoritmos de decodificación.

El sistema sigue siendo un dispositivo de investigación, restringido al uso en investigación por ley federal, y ha sido probado en un solo paciente. Aún no se sabe si los hallazgos se generalizan a otros pacientes con ELA o a personas con diferentes afecciones neurológicas. Escalar la tecnología desde un ensayo clínico hasta un dispositivo médico recetado requerirá aprobación regulatoria, miniaturización del hardware y reducciones de costos que podrían llevar años.

"No quiero ser único ni especial, porque eso significaría que ya no tengo una enfermedad o que todos los que tienen una enfermedad como yo se la pueden recetar,”, dijo Harrell a través de su sistema BCI.