El dispositivo lee la actividad del cerebro para ayudar a las personas que están bloqueadas a comunicarse

El dispositivo lee la actividad del cerebro para ayudar a las personas que están bloqueadas a comunicarse

Las personas con una enfermedad rara llamada síndrome de bloqueo completo pueden finalmente tener un vínculo con el mundo exterior. Mediante la lectura de la actividad cerebral de personas completamente paralizadas de una nueva manera, los investigadores podrían decir si los sujetos de prueba estaban pensando "sí" o "no" en respuesta a una pregunta. Los resultados fueron publicados el martes en la revista PLOS Biology.

Cuatro personas con síndrome de bloqueo completo usaron la nueva tecnología para informar que estaban felices. Los resultados indican que estas personas realmente pueden comunicarse, con la ayuda de la tecnología adecuada.

El nuevo trabajo es una gran prueba de principio, dice Steven Laureys, que dirige el Coma Science Group en la Universidad de Lieja en Bélgica, y que no participó en el nuevo estudio. Herramientas de comunicación como estas pueden hacer una gran diferencia en la calidad de vida de una persona paralizada. "Vamos a ver más y más pacientes en los próximos años que, a través de estas tecnologías, se dará una voz", dice.

Perdiendo el tacto

Las personas con síndrome de bloqueo de perder el control sobre sus músculos, pero siguen siendo plenamente conscientes. La parálisis puede ocurrir de repente, debido a un accidente cerebrovascular o lesión del tronco cerebral, o lentamente, cuando las neuronas motoras se destruyen en la esclerosis lateral amiotrófica (ELA).
Hay algunas herramientas que pueden ayudar a las personas profundamente paralizadas a comunicarse. Stephen Hawking, que tiene ALS, contrae la mejilla para operar un sintetizador de voz. Jean-Dominique Bauby, editor de la revista de moda francesa ELLE, parpadeó para seleccionar diferentes letras del alfabeto mientras escribía sus memorias, The Diving Bell y The Butterfly, en los años noventa. Hoy en día, rastreadores de ojos sofisticados están disponibles.
Y luego hay interfaces cerebro-computadora, que leen señales cerebrales y las usan para ordenar computadoras o robots. Las personas con síndrome de bloqueo en han utilizado para controlar los cursores de la computadora y deletrear.
En casos raros, la gente ni siquiera puede mover los ojos o los párpados. Estas personas, que están completamente encerradas, son más difíciles de alcanzar. No está del todo claro por qué tienen problemas para utilizar interfaces de computadora cerebral, que no están controladas por el movimiento muscular.
Niels Birbaumer, neurocientífico del Centro Wyss de Bioingeniería y Neuroingeniería en Ginebra y coautor de la nueva investigación, tiene una idea acerca de por qué esto puede ser, aunque hay poca evidencia que lo apoye hasta ahora. Él propuso que se hace más difícil con el tiempo para que los pacientes canalizar sus pensamientos en la acción voluntaria. "Todo lo que quieras, todo lo que deseas no ocurre. Así que lo que el cerebro aprende es que la intención ya no tiene sentido ", dice. "Es demasiado difícil para ellos pasar de un estado más reflexivo a un estado atento".

Haciendo contacto

Birbaumer y sus colegas hicieron algunos ajustes para diseñar una interfaz cerebro-computadora que funcionaría para las personas que están completamente encerradas.
El equipo se aferró a preguntas sencillas que podrían ser contestadas con un sí o un no. "La respuesta en tu cabeza ... ocurre rápidamente y se produce como un reflejo. No tienes que movilizar muchos recursos para una respuesta tan simple ", dice Birbaumer.
La mayoría de las interfaces cerebro-computadora se han basado en la electroencefalografía (EEG), que mide la actividad eléctrica de las neuronas. Birbaumer y sus colegas en lugar de medir los cambios en el flujo sanguíneo utilizando una técnica llamada espectroscopia funcional infrarrojo cercano, que es similar a la resonancia magnética funcional (fMRI).
"Trabajamos durante más de 10 años con actividad neuroeléctrica [EEG] sin entrar en contacto con estas personas completamente paralizadas", dice Birbaumer. "Por desesperación decidimos pasar a un tipo diferente de actividad cerebral y tuvimos suerte".
El EEG fue muy útil para leer si un participante había dejado de prestar atención o había asentido. Pero el monitoreo del flujo sanguíneo del cerebro podría revelar esencialmente lo que los participantes estaban pensando.

El equipo comenzó con preguntas que las personas ya saben las respuestas a, como sus propios nombres o la capital de Francia. "Después de unas 100 preguntas de este tipo, el ordenador sabe aproximadamente cómo un sí y un no se parece en el cerebro de estos pacientes", dice Birbaumer.
Cuando la interfaz cerebro-computadora registró respuestas correctas el 70 por ciento del tiempo, el equipo pasó a preguntas abiertas. La más importante de estas preguntas fue, "¿Eres feliz?" Los cuatro pacientes dijeron repetidamente que sí.
Sus respuestas no son demasiado sorprendentes. Estas personas ya habían elegido vivir optando por la respiración artificial cuando ya no podían respirar solas. Y la investigación previa sobre el síndrome de bloqueo también encontró que las personas tienen una calidad de vida bastante buena. "Las cosas habituales por las que pensamos que vivimos -comiendo, bebiendo, teniendo tiempo libre, disfrutando de actividades sociales- la mayoría vuelven a cero", dice Birbaumer. "Pero lo que se queda y lo que determina la calidad de vida es una estrecha interacción entre la familia y los amigos".
En el futuro, Birbaumer y su equipo quieren construir una comunicación más complicada, y probar el dispositivo en más personas. Planean utilizar la estimulación eléctrica para estimular la atención de la gente. "También vamos a implantar los electrodos en el futuro en el cerebro por lo que necesitamos mucho menos energía para decodificar el pensamiento de estas personas", dice.
Es prometedor que el equipo podría descifrar sí y no respuestas, dice Stephen Helms Tillery, un neurocientífico en la Universidad Estatal de Arizona en Tempe que diseña neuroprosthetics, y no estuvo implicado con este estudio. "Es ciertamente concebible que esto ... permitirá por lo menos una clase de comunicaciones rudimentarias con la gente en este completo estado encerrado".