Electrodo cerebral traduce pensamientos en texto o voz, mejorando la calidad de vida de pacientes con parálisis avanzada.
Avance israelí en interfaz cerebro-computadora para ELA
Investigadores de la Universidad de Tel Aviv han desarrollado una interfaz cerebro-computadora que permite a pacientes con esclerosis lateral amiotrófica (ELA) comunicarse verbalmente a pesar de haber perdido la capacidad de hablar. Un electrodo implantado en el cerebro captura señales neuronales y las convierte en texto o voz sintética en tiempo real. Este avance, publicado en julio de 2024, marca un hito en la neurotecnología al ofrecer una solución práctica para personas con parálisis avanzada. El sistema se probó con éxito en un paciente que, tras una craneotomía, logró expresar pensamientos mediante comandos verbales procesados por algoritmos de inteligencia artificial.
El equipo liderado por el doctor Ariel Tankus implantó un electrodo en la corteza cerebral de un paciente con ELA, enfocándose en el área responsable del control del habla. La tecnología detecta patrones de actividad neuronal asociados con la intención de hablar y los traduce mediante un software especializado. A diferencia de métodos no invasivos como la electroencefalografía (EEG), este enfoque invasivo proporciona señales más precisas, aunque requiere intervención quirúrgica. En ensayos clínicos, el paciente logró generar frases completas con una precisión superior al 90% tras un período de entrenamiento con el sistema.
La investigación, financiada por el Ministerio de Ciencia y Tecnología de Israel, se centra en mejorar la calidad de vida de pacientes con enfermedades neurodegenerativas. La ELA, que afecta a una de cada 20,000 personas, provoca la pérdida progresiva de las neuronas motoras, dejando a muchos pacientes sin capacidad de hablar o moverse. Este desarrollo permite a los pacientes comunicarse con familiares y cuidadores, reduciendo el aislamiento social. El sistema también incorpora un modelo de aprendizaje automático que mejora su precisión con el uso continuo, adaptándose a las señales cerebrales únicas de cada usuario.
El electrodo, de aproximadamente cinco centímetros de diámetro, incluye 64 canales que registran la actividad eléctrica de las neuronas. La craneotomía, realizada en el Centro Médico Sourasky de Tel Aviv, asegura la colocación precisa del dispositivo en la corteza prefrontal izquierda. Los datos capturados se transmiten de forma inalámbrica a un ordenador que procesa las señales en menos de un segundo. Este proceso permite una comunicación fluida, con un retraso mínimo entre el pensamiento y la salida verbal. Los investigadores destacan que la tecnología podría aplicarse a otras condiciones, como el síndrome de enclaustramiento o lesiones cerebrales traumáticas.
Datos clave sobre la interfaz cerebro-computadora para ELA
- Institución líder: Universidad de Tel Aviv, con apoyo del Centro Médico Sourasky.
- Tecnología: Electrodo cerebral invasivo con 64 canales para capturar señales neuronales.
- Aplicación: Traduce pensamientos en texto o voz sintética para pacientes con ELA.
- Precisión: Superior al 90% en ensayos clínicos tras entrenamiento del sistema.
- Impacto: Mejora la comunicación y reduce el aislamiento en pacientes con parálisis avanzada.
Desarrollo y pruebas clínicas en Israel
El proyecto comenzó en 2020, cuando el equipo de la Universidad de Tel Aviv inició experimentos para mapear las señales cerebrales asociadas con el habla. Usando técnicas de electrocorticografía (ECoG), los investigadores identificaron patrones específicos en la corteza cerebral que corresponden a comandos verbales. En 2023, se realizó la primera prueba con un paciente voluntario, un hombre de 45 años con ELA avanzada. Durante 12 semanas, el paciente entrenó con el sistema, logrando una comunicación estable. Los resultados, publicados en la revista Nature Neuroscience, muestran que el dispositivo puede decodificar hasta 50 palabras por minuto con alta precisión.
La tecnología israelí se distingue por su enfoque en la personalización. Cada electrodo se calibra según las características neuronales del paciente, lo que requiere un período de adaptación de varias semanas. Este proceso asegura que el sistema reconozca con exactitud las intenciones del usuario. A diferencia de otros sistemas BCI, como los desarrollados por Neuralink en Estados Unidos, el dispositivo israelí prioriza la comunicación verbal sobre el control motor, aunque los investigadores no descartan aplicaciones futuras en neuroprótesis.
El Centro Médico Sourasky ha colaborado estrechamente con la universidad, proporcionando infraestructura para las cirugías y el seguimiento de los pacientes. Los ensayos clínicos se han llevado a cabo bajo estrictas regulaciones éticas, aprobadas por el Comité de Ética Médica de Israel. Los investigadores han resaltado la importancia de minimizar los riesgos quirúrgicos, optimizando el diseño del electrodo para reducir complicaciones. Hasta octubre de 2024, tres pacientes adicionales han recibido el implante, con resultados prometedores en todos los casos.
El sistema también utiliza inteligencia artificial para mejorar la eficiencia. Los algoritmos, desarrollados en colaboración con el Instituto de Tecnología de Israel (Technion), analizan grandes volúmenes de datos neuronales para predecir y refinar las salidas verbales. Este enfoque ha permitido reducir el tiempo de procesamiento de las señales, logrando una comunicación casi instantánea. Los investigadores planean integrar el sistema con dispositivos móviles para hacerlo más accesible fuera de entornos clínicos.
Contexto global de las interfaces cerebro-computadora
Las interfaces cerebro-computadora (BCI) han avanzado significativamente desde que Hans Berger registró el primer electroencefalograma humano en 1924. Inicialmente, los sistemas BCI se basaban en métodos no invasivos como la EEG, que colocaba electrodos en el cuero cabelludo. Sin embargo, la baja resolución de estas técnicas limitaba su precisión. Los enfoques invasivos, como los desarrollados en Israel, ofrecen señales más claras al medir directamente la actividad cortical, aunque implican riesgos quirúrgicos.
En el ámbito global, empresas como Neuralink y Synchron han liderado proyectos similares. Neuralink, fundada por Elon Musk, implantó un dispositivo en un paciente humano en 2024, enfocado en el control de dispositivos electrónicos. Synchron, por su parte, utiliza un stentrode insertado a través de vasos sanguíneos, una técnica menos invasiva que la craneotomía. Sin embargo, el sistema israelí se destaca por su enfoque en la comunicación verbal, un área crítica para pacientes con ELA.
Otros países, como China, han invertido en BCI para aplicaciones médicas y no médicas, incluyendo la mejora cognitiva. Según un informe de la Universidad de Georgetown, China ha avanzado en el uso de inteligencia artificial para analizar señales EEG, pero sus sistemas invasivos aún están en etapas experimentales. En Europa, proyectos como el de Onward Medical en Suiza han permitido a pacientes parapléjicos caminar mediante implantes cerebrales y espinales, aunque no se centran en el habla.
Israel se posiciona como líder en neurotecnología gracias a su ecosistema de innovación, respaldado por instituciones como el Technion y el Instituto Weizmann. La colaboración entre universidades, centros médicos y el sector privado ha acelerado el desarrollo de soluciones como esta interfaz para ELA. Los investigadores planean expandir los ensayos clínicos a 20 pacientes en 2025, con el objetivo de obtener la aprobación de la Administración de Alimentos y Medicamentos (FDA) para su uso internacional.