Al conocer al hombre en febrero de 2018, Chaudhary intentó automatizar el sistema de comunicación que la familia ya estaba usando. El equipo conectó un dispositivo de seguimiento ocular a un software de computadora que leía los colores y los números de las filas, lo que le permitía al hombre seleccionar las letras una a la vez usando los movimientos de sus ojos para deletrear palabras.
Pero a medida que el hombre perdía cada vez más el control sobre los movimientos de sus ojos, también se volvió menos capaz de comunicarse usando ese dispositivo. “Nos propusimos implantar [an electrode]”, dice Chaudhary. Se pueden implantar pequeños electrodos en el cerebro para registrar directamente la actividad eléctrica de las células cerebrales. El procedimiento, que tiende a implicar perforar un agujero en el cráneo y cortar las capas protectoras del cerebro, conlleva un pequeño riesgo de infección y daño al cerebro. Así que fue el último recurso, dice Birbaumer. “Si el [non-invasive] Los BCI y los rastreadores oculares ya no funcionan, no hay otra opción”, dice.
El hombre accedió al procedimiento usando movimientos oculares, dice Chaudhary. Su esposa y hermana también dieron su consentimiento. Cuando el procedimiento fue aprobado por un comité de ética y el Instituto Federal de Medicamentos y Dispositivos Médicos de Alemania a fines de 2019, el hombre había perdido la capacidad de usar el dispositivo de seguimiento ocular. En marzo de 2019, los cirujanos implantaron dos diminutas rejillas de electrodos, cada una de 1,5 milímetros de ancho, en la corteza motora del hombre, una región en la parte superior del cerebro responsable de controlar el movimiento.
Convertir señales en comandos
El día después de que se implantó el electrodo, el equipo comenzó a tratar de ayudar al hombre a comunicarse. Al principio, se le pidió al hombre que imaginara haciendo movimientos físicos; esto ha ayudado a otros destinatarios a controlar prótesis y exoesqueletos, y es el enfoque que planea adoptar la compañía de Elon Musk, Neuralink. La idea es obtener una señal confiable del cerebro y traducirla en algún tipo de comando.
Pero el equipo no pudo hacerlo funcionar. Después de 12 semanas de intentarlo, descartaron la idea y decidieron probar un enfoque llamado neurofeedback. El neurofeedback funciona mostrando a una persona su actividad cerebral en tiempo real para que pueda aprender a controlarla. En este caso, cuando los electrodos en el cerebro del hombre registraran un aumento en la actividad, una computadora reproduciría un tono de audio ascendente. Una caída en la actividad cerebral tocaría un tono descendente.
“En dos días, pudo aumentar y disminuir la frecuencia de un tono de sonido”, dice Chaudhary, quien dice que visitó al hombre en su casa todos los días de la semana durante 2019, hasta que llegó el coronavirus. “Fue simplemente increíble”. El hombre finalmente aprendió a controlar su actividad cerebral para poder tocar un tono ascendente para indicar “sí” y un tono descendente para indicar “no”.
Luego, el equipo introdujo un software que imitaba el sistema informático basado en papel que el hombre había usado originalmente para comunicarse con su familia. El hombre oiría la palabra “amarillo” o “azul” por ejemplo, para elegir un bloque de letras entre las cuales seleccionar. Luego se reproducirían letras individuales y usaría un tono ascendente o descendente para seleccionar o descartar cada una (ver video).
Fácil
De esta manera, el hombre pronto pudo comunicar oraciones completas. “[His family] estaban tan emocionados de escuchar lo que tenía que decir”, dice Chaudhary, quien, junto con sus colegas, publicó sus hallazgos en la revista Comunicaciones de la naturaleza el martes. Una de las primeras oraciones que el hombre deletreó se tradujo como “chicos, funciona sin esfuerzo”.
La comunicación seguía siendo lenta: se tarda alrededor de un minuto en seleccionar cada letra. Pero los investigadores creen que el dispositivo ha mejorado significativamente la calidad de vida del hombre. Pidió comidas y sopas específicas, indicó a los cuidadores cómo mover y masajear sus piernas y pidió ver películas con su hijo pequeño, por ejemplo. Una oración traducida como “Amo a mi hijo genial”.
“Muchas veces estuve con él hasta la medianoche o pasada la medianoche”, dice Chaudhary. “La última palabra siempre fue ‘cerveza’”.
Una de las primeras oraciones que el hombre deletreó se tradujo como “chicos, funciona sin esfuerzo”.
Chaudhary prevé desarrollar un catálogo de palabras de uso frecuente que eventualmente podría permitir que el software complete automáticamente las palabras del hombre a medida que las deletrea, por ejemplo. “Hay muchas maneras en las que podemos hacerlo más rápido”, dice.
Nadie sabe cuánto durarán los electrodos en el cerebro del hombre, pero otros estudios han encontrado que electrodos similares siguen funcionando cinco años después de haber sido implantados en otras personas. Pero para una persona encerrada, “un solo día puede marcar la diferencia”, dice Kianoush Nazarpour de la Universidad de Edimburgo, que no participó en el trabajo. “Esa es una oportunidad fundamental para que recuperen la elección y el control de sus vidas”, dice. “Un día de alta calidad podría ser realmente importante para esa persona”.
Nazarpour cree que la tecnología podría ofrecerse de forma rutinaria a personas igualmente bloqueadas en los próximos 10 a 15 años. “Para una persona que no tiene absolutamente ninguna comunicación, incluso un ‘sí’ o ‘no’ es potencialmente un cambio de vida”, dice.
Brian Dickie, director de desarrollo de investigación de la Motor Neurone Disease Association en el Reino Unido, está de acuerdo en que este cronograma es realista. Pero se pregunta cuántas personas con enfermedades de las neuronas motoras, de las cuales la ELA es el tipo más común, se beneficiarán de tales BCI.
contratiempos
El hombre que recibió la BCI tiene una forma de ALS llamada atrofia muscular progresiva (PMA). Esta forma de la enfermedad tiende a atacar los nervios motores que viajan desde la columna hasta los músculos, lo que hace que las personas no puedan controlar sus músculos. Pero alrededor del 95% de los casos de ELA también involucran la degeneración de la corteza motora en el cerebro, dice Dickie.