Investigadores de la UCSF sintetizan nuevas ondas cerebrales para su estudio | Ciencia

Investigadores dirigidos por neurocientíficos del habla
Edward Chang el martes en la Universidad de California en San Francisco (UCSF) informó su éxito en decodificar los intentos de hablar en tiempo real al leer la actividad en los centros de habla de los cerebros de los sujetos de prueba.

Tres personas capaces de hablar normalmente, que estaban siendo tratadas por epilepsia en el Centro Médico UCSF, participaron en el estudio.

Permitieron a los investigadores hacer uso de pequeños electrodos de grabación que previamente se colocaron en la superficie de sus cerebros para mapear los orígenes de sus ataques en preparación para la neurocirugía.

La técnica, llamada “electrocorticografía” o ECoG, proporciona datos más ricos y detallados sobre la actividad cerebral que tecnologías como EEG o fMRI.

Debido a que los electrodos ECoG no penetran en el tejido cerebral, podrían ser una mejor opción para las interfaces cerebro-computadora (BCI) a largo plazo que los electrodos insertados físicamente en el cerebro.

Chang es miembro del Instituto Weill de Neurociencias de la UCSF.

La mecánica del experimento

El equipo de Chang hizo a los participantes nueve preguntas simples predefinidas y les dio la opción de elegir entre 24 respuestas posibles.

El equipo desarrolló algoritmos de aprendizaje automático para decodificar sonidos del habla específicos de la actividad cerebral de los participantes de la prueba.

Después de algún entrenamiento, los algoritmos pudieron detectar cuándo los participantes escuchaban una nueva pregunta o comenzaban a responder, e identificar cuál de las 24 respuestas estándar dieron los participantes, con una precisión de hasta el 61 por ciento.

La velocidad y la precisión de los algoritmos mejoraron cuando utilizaron primero la actividad cerebral de los sujetos de prueba para identificar cuáles de las preguntas predefinidas habían escuchado, a fin de proporcionar contexto. Ese método arrojó hasta un 75 por ciento de precisión.

La tecnología podría ayudar a las personas “que han perdido la capacidad de hablar pero aún tienen capacidad cognitiva que les permitiría comprender y la capacidad de formar pensamientos relacionados con el habla”, señaló Rob Enderle, analista principal de Grupo Enderle.

Sin embargo, entrenar los algoritmos “podría requerir muchos recursos”, dijo a TechNewsWorld. “En general, esa capacitación sería parte de vincular el sistema con el cerebro del individuo”.

Los pacientes probablemente tendrían que recibir capacitación actualizada cada seis a 12 meses, dijo Enderle. “La precisión tendría que exceder el 90 por ciento para ser práctico para el resto de nosotros, y el 99 por ciento para la adopción general”.

Financiamiento de Facebook

Facebook Reality Labs (FRL) financió el estudio como parte de su esfuerzo de colaboración del Proyecto Steno con UCSF, dijo un portavoz de Facebook en una respuesta proporcionada a TechNewsWorld por la representante de la compañía Eloise Quintanilla.

Los investigadores de Facebook han brindado aportes y apoyo de ingeniería al laboratorio de Chang, pero UCSF supervisa el programa de investigación y trabaja directamente con sujetos voluntarios. Los investigadores de Facebook tienen acceso limitado a datos no identificados, que permanecen en el sitio en UCSF y bajo el control de la universidad.

El laboratorio de Chang ha lanzado otro estudio, BRAVO (BCI Restoration of Arm and Voice), con
Karunesh Ganguly, profesor asociado de neurología en la UCSF. Esa investigación tiene como objetivo determinar si los implantes de interfaz neural ECoG pueden usarse para restaurar las habilidades de movimiento y comunicación a pacientes paralizados debido a problemas cerebrales o nerviosos.

FRL está financiando parte del estudio BRAVO “que se centra exclusivamente en demostrar la capacidad de permitir que el participante genere texto en una pantalla de computadora utilizando su actividad cerebral”, dijo el portavoz a TechNewsWorld. “Entendemos que el estudio BRAVO de UCSF tiene un alcance más amplio”.

Facebook quiere usar la tecnología para gafas de realidad aumentada.

Privacidad y otras cuestiones éticas

Facebook no es conocido por su adhesión a los principios de privacidad del usuario. La FTC recientemente multado a la empresa 5.000 millones de dólares por violar la privacidad de los usuarios, una sanción ampliamente criticada por inadecuada.

Además, Facebook es parte del Proyecto de transferencia de datos con Apple, Google y Twitter, un esfuerzo por desarrollar sistemas interoperables para transferir datos entre servicios.

Facebook rastrea a las personas ubicuamente en la Web a través de su botón “Me gusta”, que es utilizado por más de 8 millones de sitios web, y sus kits de desarrollo de software de Facebook, que están integrados en más del 60 por ciento de cada una de las principales aplicaciones de iOS y Android.

Eso plantea la cuestión de si los datos obtenidos de la investigación en las interfaces cerebro-computadora son seguros y qué problemas éticos surgen con la investigación relacionada y el desarrollo de productos.

Los Institutos Nacionales de Salud de EE. UU. Han desarrollado una Hoja de Ruta de Neuroética para la Iniciativa NIH BRAIN.

La hoja de ruta enumera varios desafíos de neuroética:

  • Desarrollar estándares éticos de material biológico y recopilación de datos y evaluar cómo los estándares locales se comparan con los de los colaboradores globales;
  • Proteger la privacidad de los datos del cerebro humano (p. Ej., Imágenes, grabaciones neuronales, etc.) y datos en uso inmediato o heredado más allá del experimento;
  • Comprender la importancia moral de los sistemas neuronales en desarrollo en los laboratorios de investigación en neurociencia;
  • Determinar las características mínimas o requeridas de los circuitos neuronales diseñados que generan preocupaciones sobre la importancia moral; y
  • Evaluar si los estándares éticos para la investigación son adecuados y apropiados para metodologías y modelos cerebrales en evolución.

“En este momento hay un debate sobre si los datos agregados y derivados de la investigación serán de propiedad privada de un individuo, colectivamente de la sociedad, o serán de propiedad corporativa”, señaló Ray Wang, analista principal de Investigación de constelaciones.

Los datos derivados de dicha investigación podrían potencialmente “crear una firma biológica que ya no es única y puede ser pirateada”, dijo a TechNewsWorld. “Otras preguntas éticas surgen de qué datos se han capturado y si esos datos pueden afectar negativamente la privacidad”.

Facebook o UCSF serían dueños de los datos de estos proyectos de investigación en curso con el laboratorio de Chang, pero “el problema aún debe resolverse”, dijo Wang.

Sugirió que los datos personales deberían convertirse en un derecho de propiedad. Una vez hecho esto, “podemos realizar transacciones, intercambiar, regalar o arrendar esa información por razones monetarias o no monetarias”.

Los reguladores “deberían rodear esta tecnología con leyes que eviten el abuso”, dijo Enderle. Sin embargo, “podría destruir gran parte del valor para Facebook”.

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