El patrón de actividades generado en un par de células corticales del cerebro cuando procesan la estimulación sensorial, está sincronizado aún, cuando la respuesta misma al repetir la estimulación varía.

Un avance científico realizado por investigadores de la Universidad de Tel Aviv y el Centro Médico Sourasky de Tel Aviv (Hospital Ichilov) ha demostrado el potencial del habla de una persona utilizando únicamente el poder del pensamiento.

En un experimento, un participante silencioso imaginó que decía una de dos sílabas. Los electrodos de profundidad implantados en su cerebro transmitían las señales eléctricas a una computadora, que luego vocalizaba las sílabas.

El estudio fue dirigido por el Dr. Ariel Tankus de la Facultad de Ciencias Médicas y de la Salud de la Universidad de Tel Aviv y el Centro Médico Sourasky de Tel Aviv (Hospital Ichilov), junto con el Dr. Ido Strauss de la Facultad de Ciencias Médicas y de la Salud de la Universidad de Tel Aviv y director de la Unidad de Neurocirugía Funcional del Hospital Ichilov.

Los resultados de este innovador estudio fueron publicados en la prestigiosa revista neurosurgery , la publicación oficial del Congreso de Neurocirujanos. Estos hallazgos ofrecen esperanzas para permitir que las personas que están completamente paralizadas (debido a enfermedades como ELA, accidente cerebrovascular o lesión cerebral) recuperen la capacidad de hablar voluntariamente.

“El paciente del estudio es un paciente con epilepsia que fue hospitalizado para someterse a una resección del foco epiléptico en su cerebro”, explica el Dr. Tankus. “Para hacer esto, por supuesto, es necesario localizar el punto focal, que es la fuente del ‘cortocircuito’ que envía potentes ondas eléctricas a través del cerebro. Esta situación pertenece a un subconjunto más pequeño de pacientes con epilepsia que no responden bien a la medicación y requieren intervención neuroquirúrgica, y a un subconjunto aún más pequeño de pacientes con epilepsia cuyo foco sospechoso está en lo profundo del cerebro, en lugar de en la superficie de la corteza. Para identificar la ubicación exacta, es necesario implantar electrodos en lo profundo de sus estructuras cerebrales. Luego se les hospitaliza, a la espera de la siguiente crisis. Cuando se produce una crisis, los electrodos les dirán a los neurólogos y neurocirujanos dónde está el foco, lo que les permitirá operar con precisión. Desde una perspectiva  científica , esto proporciona una oportunidad única de vislumbrar las profundidades de un cerebro humano vivo. Afortunadamente, el paciente epiléptico hospitalizado en Ichilov aceptó participar en el experimento, que en última instancia puede ayudar a las personas completamente paralizadas a expresarse nuevamente a través del habla artificial.

En la primera fase del experimento, con los electrodos de profundidad ya implantados en el cerebro del paciente, los investigadores de la Universidad de Tel Aviv le pidieron que dijera en voz alta dos sílabas: /a/ y /e/. Registraron la actividad cerebral mientras articulaba estos sonidos.

Utilizando aprendizaje profundo y aprendizaje automático, los investigadores entrenaron modelos de inteligencia artificial para identificar las células cerebrales específicas cuya actividad eléctrica indicaba el deseo de decir /a/ o /e/.

Una vez que la computadora aprendió a reconocer el patrón de actividad eléctrica asociado con estas dos sílabas en el cerebro del paciente, se le pidió que imaginara que estaba diciendo /a/ y /e/. La computadora tradujo las señales eléctricas y reprodujo los sonidos /a/ o /e/ pregrabados en consecuencia.

“Mi campo de investigación se ocupa de la codificación y descodificación del habla, es decir, de cómo las células cerebrales individuales participan en el proceso del habla: producción del habla, audición del habla e imaginación del habla, o ‘habla silenciosa’”, explica el Dr. Tankus.

“En este experimento, por primera vez en la historia, pudimos relacionar las partes del habla con la actividad de las células individuales en las regiones cerebrales de las que tomamos las grabaciones. Esto nos permitió distinguir entre las señales eléctricas que representan los sonidos /a/ y /e/. En este momento, nuestra investigación se centra en dos componentes básicos del habla, dos sílabas. Por supuesto, nuestra ambición es lograr un habla completa, pero incluso dos sílabas diferentes pueden permitir que una persona completamente paralizada indique “sí” y “no” al paciente en las primeras etapas de la enfermedad, mientras aún puede hablar. El ordenador aprendería a reconocer las señales eléctricas en el cerebro del paciente, lo que le permitiría interpretarlas incluso después de que el paciente pierda la capacidad de mover sus músculos. Y esto es solo un ejemplo. “Nuestro estudio es un paso significativo hacia el desarrollo de una interfaz cerebro-ordenador que pueda reemplazar las vías de control del cerebro para la producción del habla, permitiendo que las personas completamente paralizadas vuelvan a comunicarse voluntariamente con su entorno”.

Fuente: Aurora