En un avance sin precedentes en neurotecnología, un equipo de investigadores de la Universidad de California en San Francisco y la Universidad de California en Berkeley ha logrado que una mujer con parálisis severa pueda comunicarse nuevamente mediante un implante cerebral con inteligencia artificial (IA).
La paciente, identificada como Ann, sufrió un derrame cerebral en el tronco del encéfalo en 2005, lo que le impidió hablar durante casi 20 años. Sin embargo, gracias a un dispositivo llamado interfaz cerebro-ordenador (BCI, por sus siglas en inglés), ahora puede convertir sus pensamientos en voz sintética casi en tiempo real.
El innovador implante, descrito en un estudio publicado en Nature Neuroscience, consiste en una lámina delgada con 253 electrodos colocada en la corteza cerebral de Ann, permitiéndole transmitir señales neuronales a una computadora que decodifica sus pensamientos y los transforma en habla en menos de tres segundos.
Uno de los aspectos más notables del proyecto es que los investigadores lograron personalizar la voz sintética de Ann para que sonara lo más parecido posible a su voz antes del ictus. Para ello, entrenaron un modelo de inteligencia artificial con grabaciones de su vídeo de boda, logrando una reconstrucción precisa y emotiva de su tono y timbre vocales.
“Adoptamos técnicas de transductor de flujo continuo similares a las que usan asistentes de voz como Siri o Alexa, pero adaptadas a una síntesis cerebro-voz”, explicó Kaylo Littlejohn, coautor principal del estudio.
A diferencia de estudios previos, donde la síntesis del habla se producía únicamente después de completar una frase, este sistema detecta palabras simultáneamente y las convierte en voz casi al instante. Esta rapidez es fundamental para que la comunicación sea más fluida y natural, evitando los retrasos que dificultaban la interacción en otros dispositivos.
El proceso de comunicación de Ann con su implante sigue una serie de pasos:
Intenta formar palabras mentalmente, como si estuviera hablándolas.
El implante capta la actividad neuronal de su corteza sensoriomotora y del lóbulo temporal.
Los algoritmos de IA decodifican en tiempo real la intención del habla, convirtiéndola en texto y sonido.
Un altavoz reproduce la voz sintética de Ann con el tono reconstruido a partir de sus grabaciones previas.
El texto generado se muestra en una pantalla, permitiendo una doble validación de la comunicación.
Para entrenar el sistema, los científicos registraron la actividad neuronal de Ann mientras intentaba pronunciar frases en silencio. Se le presentó un texto en una pantalla y, cuando aparecía una señal de “GO”, debía tratar de articularlo mentalmente.
El dispositivo fue probado con dos conjuntos de frases:
Un conjunto de 50 frases predefinidas, diseñadas para ayudar a Ann a expresar necesidades básicas a sus cuidadores.
Un conjunto con 1.024 palabras generales, tomadas de redes sociales y guiones de películas, que permitieron evaluar su capacidad para generar lenguaje espontáneo.
Los resultados han sido prometedores y marcan un hito en la búsqueda de soluciones para personas con parálisis severa. La fluidez alcanzada en la comunicación de Ann abre la posibilidad de que, en el futuro, este tipo de implantes puedan restaurar la comunicación natural en pacientes con discapacidades motoras y del habla.
“Nuestros hallazgos introducen un nuevo paradigma para las neuroprótesis del habla, con el objetivo de restaurar la comunicación natural en personas con parálisis”, destacaron los investigadores en el estudio.
A pesar de los avances, los científicos advierten que aún hay desafíos por superar, como mejorar la precisión del sistema y reducir aún más el tiempo de respuesta. Sin embargo, este es un paso significativo hacia la integración de tecnología neuronal e inteligencia artificial para devolver la voz a quienes la han perdido.