Un home sense parla aconsegueix tornar a comunicar-se gràcies a un "cervell-ordinador"

Un sistema que connecta el cervell amb un ordinador i que s'ha entrenat amb intel·ligència artificial ha permès a una persona sense parla escriure frases en temps real només intentant vocalitzar en silenci.

La interfície ha estat desenvolupada a la Universitat de Califòrnia per un equip encapçalat per Edward F. Chang, del Departament de Cirurgia Neurològica i l'Institut Weill de Neurociència. El treball s'ha publicat a Nature Communications.

Les causes de l'anàrtria o pèrdua de la capacitat de comunicar-se amb la parla poden ser diverses: un ictus, esclerosi lateral amiotròfica, un accident... Aquests pacients mantenen les seves capacitats cognitives i de llenguatge, però no poden enraonar o no ho poden fer de manera clara. I sovint tampoc no poden manipular teclats. Això redueix les seves possibilitats de comunicar-se amb família, amics o cuidadors i afecta la seva qualitat de vida.

El sistema que han desenvolupat es basa en treballs anteriors de l'equip de Chang. Al juliol de l'any passat va publicar al New England Journal of Medicine un estudi que demostrava com es podien identificar les paraules que pronuncia una persona només analitzant els senyals neuronals que el cervell envia al tracte vocal. És a dir, llegia en el cervell les paraules que la persona pretenia pronunciar.

En aquella ocasió, els investigadors van utilitzar un mètode anomenat electrocorticografia d'alta densitat (ECoG), que consisteix a col·locar elèctrodes a la superfície del cervell per registrar l'activitat elèctrica de l'escorça cerebral.

En aquest cas, es van connectar a la part de l'escorça que cobreix àrees sensorials i motores d'un home que havia tingut un ictus i havia perdut la capacitat d'enraonar de forma intel·ligible.

L'equip va desenvolupar un algoritme que descodificava els senyals corresponents a un vocabulari de 50 paraules. Després, l'home només havia d'intentar pronunciar aquestes paraules perquè apareguessin escrites en una pantalla.

Expressió en temps real

En el nou estudi han simplificat el sistema i han ampliat el vocabulari. Un home anomenat Pancho, identificat com BRAVO1, que va quedar amb paràlisi per un accident de cotxe fa 16 anys, va participar com a voluntari perquè li posessin l'implant cerebral. BRAVO correspon a les sigles de BCI (Brain-Computer Interface) Restoration of Arm and Voice.

La persona no inentava pronunciar les paraules, sinò lletrejar-les. Els investigadors van decidir utilitzar l'alfabet fonètic de l'OTAN o alfabet radiofònic, que és el més utilitzat internacionalment i que prové de certes modificacions en el de l'Organització de l'Aviació Civil Internacional (OACI). Per evitar errors de comprensió, cada lletra correspon a una paraula concreta: alfa per l'a, beta per la b, Charlie per la c, delta per la d, echo per l'e, Foxtrot per l'f...

Els investigadors el van triar perquè van constatar que el senyal generat era més fort i així s'obtenia més exactitud en la identificació.

Segons David Moses, enginyer al laboratori de Chang i un dels primers autors de l'estudi, l'avenç més important és l'augment de vocabulari que ha permès aquest sistema:

"Tot i que s'ha de fer lletra per lletra, el nostre participant té accés a més de 1.000 paraules i les nostres anàlisis demostren que el sistema pot abastar-ne més de 9.000, una quantitat que supera el llindar bàsic per parlar un anglès fluid."

Quan l'home intentava prémer la mà, el sistema també ho detectava. Això servia per indicar que havia acabat la frase.

Els autors expliquen que interfícies desenvolupades anteriorment havien demostrat que els pacients poden escriure simplement fixant la vista en les lletres d'un teclat virtual o controlant un cursor o fins i tot intentant escriure les lletres a mà. Amb això s'han aconseguit velocitats de fins a 90 caràcters per minut.

Però afegeixen que la parla és un sistema de comunicació més natural que escriure o teclejar i que comporta una expressió més ràpida, com explica Sean Metzger, un altre dels primers autors de l'estudi:

"Aquesta interfície li permet expressar-se plenament per si sol de manera més ràpida que amb el teclat que fa servir a la seva vida quotidiana".

I afegeix que, a més, permet fer-ho de manera silenciosa, perquè l'esforç d'intentar vocalitzar pot ser molt fatigant per a la gent amb paràlisi de la parla i, per tant, només articular les paraules sense pronunciar-les els ajuda a parlar de forma més fluida i ràpida i menys fatigosa".

En aquest vídeo de Todd Dubnicoff i Ken Probstes gravat al laboratori del doctor Chang es poden veure el sistema anterior i el nou:

Futures neuropròtesis, diuen, podran combinar un sistema que descodifiqui de forma ràpida les paraules més utilitzades amb un altre més lent que inclogui mots no inclosos en el lèxic habitual.

Els autors conclouen que en el futur hi haurà neuropròtesis que permetran a les persones amb paràlisi greu o amb anàrtria controlar per si sols dispositius per generar missatges i així poder comunicar-se de manera més fàcil amb el seu entorn.