Un implante cerebral entrenado con inteligencia artificial permitió a un paciente bilingüe recuperar el habla

La inteligencia artificial (IA) continúa demostrando su versatilidad y potencial en diversos campos, y un ejemplo reciente de su aplicación se encuentra en el ámbito de la medicina y la neurociencia. En un avance significativo, científicos estadounidenses lograron utilizarla para crear un implante que le permitió a un paciente mudo comunicarse en dos idiomas, luego de que perdiera la capacidad del habla debido a un accidente cerebrovascular (ACV) ocurrido en el año 2000.

El innovador avance estuvo en manos de investigadores de la Universidad de California, en Estados Unidos. Un equipo multidisciplinario de científicos, liderado por el doctor Edward Chang, neurocirujano y codirector del Centro de Prótesis e Ingeniería Neural de la UCSF, crearon un implante cerebral que permitió que el hombre bilingüe con parálisis pudiera expresarse por primera vez en español, su lengua materna, y en inglés.

La investigación, detallada en un artículo publicado en Nature Biomedical Engineering, describe el caso de un hombre, al que se le asigna el nombre ficticio de Pancho para proteger su identidad, quien había perdido la capacidad de articular palabras claras después del ACV. El paciente, en tanto, es un nativo del idioma español que aprendió inglés en la adultez.

Cómo fue el proceso hacia el implante cerebral bilingüe

El proceso involucró el implante de un dispositivo neuronal en Pancho en febrero de 2019, lo que permitió a los científicos rastrear su actividad cerebral. Utilizando redes neuronales artificiales, los investigadores entrenaron el implante para decodificar palabras basándose en la actividad cerebral producida cuando Pancho intentaba articularlas.

Así descubrieron que el cerebro del paciente tenía «actividad cortical» en ambos idiomas, incluso años después de quedar con una parálisis como producto del ACV. De esta forma, se dieron cuenta de que podían aprovechar esa actividad para «entrenar un implante cerebral bilingüe», sin la necesidad de entrenar sistemas de decodificación específicos del idioma por separado.

«La decodificación del habla se ha demostrado principalmente para monolingües, pero la mitad del mundo es bilingüe y cada idioma contribuye a la personalidad y la visión del mundo de una persona», indicó el grupo de científicos en su cuenta de X. «Es necesario desarrollar decodificadores que permitan a los bilingües comunicarse con ambos idiomas», agregaron.

Inicialmente, en 2021 esta tecnología ayudó a Pancho a comunicarse solamente en inglés, su segundo idioma. Pero para 2022 los científicos habían logrado expandir su capacidad para incluir también el español, que es su lengua materna, al utilizar nuevamente la red neuronal artificial para entrenar el implante cerebral de Pancho. El éxito quedó demostrado cuando el paciente pudo utilizar el sistema de decodificación bilingüe con el que su implante bilingüe fue entrenado, participar en dos conversaciones y cambiar de idioma según su preferencia.

El implante cerebral, conocido técnicamente como «dispositivo de interfaz cerebro-computadora», fue entrenado con IA de manera tal que procese datos de forma parecida al cerebro humano. Se trata de un hito en el campo de las neuroprótesis para la restauración del habla y abre nuevas posibilidades para pacientes bilingües con discapacidades del habla.

El estudio también reveló hallazgos sorprendentes sobre el procesamiento del lenguaje en el cerebro bilingüe. A través del uso de la tecnología de decodificación cerebral, los científicos observaron que gran parte de la actividad neuronal asociada con el español y el inglés proviene de áreas cerebrales similares, desafiando las concepciones anteriores sobre la organización del lenguaje en el cerebro.

Otras innovaciones

Este avance en la interfaz cerebro-computadora también se suma a otras innovaciones recientes en el campo. Por ejemplo, Neuralink, la empresa fundada por Elon Musk, desarrolló un implante cerebral llamado «N1», que permite a personas con discapacidades físicas controlar dispositivos electrónicos con la mente. Un ejemplo notable es el caso de Noland Arbaugh, un hombre cuadripléjico que logró jugar al ajedrez y manejar su computadora gracias a este dispositivo.

Más allá de los riesgos asociados al avance desmedido de la IA, el hallazgo en el campo de la neurociencia demuestra el potencial transformador de la tecnología para mejorar la calidad de vida de las personas con discapacidades y abrir nuevas fronteras en la comprensión del cerebro humano y su capacidad de comunicación.

Además de los aspectos técnicos y médicos de esta innovación, vale la pena destacar el impacto humano de esta tecnología. Según los investigadores, para Pancho (y otros pacientes en situaciones similares) el acceso a la comunicación en dos idiomas no solo representa una mejora en su calidad de vida, sino que también les brinda la oportunidad de mantener y desarrollar sus relaciones personales y profesionales en múltiples contextos lingüísticos.

El equipo de investigadores de la UCSF continúa trabajando en el desarrollo y la mejora de esta tecnología, con el objetivo de hacerla más accesible y efectiva para un mayor número de pacientes en el futuro. Sus esfuerzos no solo están dirigidos a expandir las capacidades de comunicación de los pacientes, sino también a comprender mejor el funcionamiento del cerebro humano y desarrollar tratamientos más avanzados para una variedad de condiciones neurológicas.