Logran que un hombre "hable" sin usar nada más que su mente

Se ha realizado con éxito un experimento en el que se ha demostrado que un sistema de inteligencia artificial es capaz de leer correctamente en la actividad cerebral los pensamientos de una persona en los que se imagina pronunciando sílabas. El sistema puede reconocer el patrón cerebral correspondiente a cada sílaba pensada y entonces reproducir un audio con esa sílaba pensada por la persona. Aparte de su cerebro, el sujeto de estudio no usó ninguna otra parte de su cuerpo.

Este sistema permitiría comunicarse con el mundo exterior de manera relativamente fácil a personas que sufren una parálisis total, es decir que no solo no pueden hablar sino que tampoco pueden mover las manos ni ninguna otra parte de su cuerpo para comunicarse mediante movimientos.

Este logro es obra de un equipo encabezado por Ariel Tankus de la Universidad de Tel Aviv en Israel.

El ensayo del nuevo sistema de inteligencia artificial se hizo sobre un paciente epiléptico hospitalizado para someterlo a una resección del tejido que actuaba de foco epiléptico en su cerebro. El foco es la fuente del “cortocircuito” que envía indebidamente potentes ráfagas de ondas eléctricas a través del cerebro. Para hacer la resección, obviamente primero hay que localizar el foco.

Los pacientes como el descrito pertenecen a un conjunto bastante pequeño de pacientes epilépticos en quienes la medicación sirve de poco o nada y que necesitan una intervención neuroquirúrgica, y a un subconjunto aún más pequeño de pacientes epilépticos de quienes se sospecha que su foco reside en las profundidades del cerebro, en vez de en la superficie de la corteza.

Para identificar la ubicación exacta, hay que implantar electrodos en estructuras profundas de sus cerebros.

Una vez hecho esto, se les mantiene bajo vigilancia en el hospital, a la espera del próximo ataque epiléptico. Cuando se produzca un ataque, los electrodos indicarán a los neurocirujanos dónde está el foco, lo que les permitirá operar con precisión.

Desde una perspectiva científica, esta conexión cerebral ofrece una oportunidad poco frecuente de echar un vistazo detallado a las profundidades de un cerebro humano vivo. Afortunadamente para los autores del estudio, el paciente de epilepsia hospitalizado accedió a participar en el experimento.

En la primera fase del experimento, con los electrodos de profundidad ya implantados en el cerebro del paciente, los investigadores le pidieron que dijera dos sílabas en voz alta. Registraron la actividad cerebral mientras articulaba esos sonidos. Utilizando técnicas de inteligencia artificial (aprendizaje automático y aprendizaje profundo), los investigadores entrenaron un sistema de inteligencia artificial para identificar las células cerebrales específicas cuya actividad eléctrica indicaba el deseo de decir la primera sílaba, y las células cuya actividad indicaba el deseo de pronunciar la segunda sílaba.

Una vez el ordenador equipado con el sistema de inteligencia artificial aprendió a reconocer en el cerebro del voluntario el patrón de actividad eléctrica asociado a la primera sílaba y el asociado a la segunda, se le pidió al sujeto de estudio que tan solo imaginara que estaba pronunciando una sílaba o bien la otra. El ordenador entonces descifraba las señales cerebrales y reproducía en cada ocasión el sonido de la sílaba grabada que había sido pensada por el sujeto.

Un momento del experimento. El sujeto de estudio, sin decir nada ni hacer ningún movimiento, se imagina pronunciando una sílaba y el ordenador con inteligencia artificial que está conectado a su cerebro capta su pensamiento y reproduce en audio esa sílaba. (Foto: Tel Aviv University. CC BY)

La tecnología demostrada en estos experimentos contribuirá a lograr en un futuro cercano que individuos completamente paralizados vuelvan a expresarse mediante el habla artificial.

Tankus y sus colegas exponen los detalles técnicos de su sistema en la revista académica Neurosurgery, bajo el título “A Speech Neuroprosthesis in the Frontal Lobe and Hippocampus: Decoding High-Frequency Activity into Phonemes”. (Fuente: NCYT de Amazings)