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Hombre paralítico logra mover un brazo robótico con solo sus pensamientos

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Científicos de la UCSF han conseguido que un hombre con parálisis controle un brazo robótico con la mente con ayuda de la inteligencia artificial.

Este avance podría revolucionar la vida de personas con discapacidad, al permitirles realizar tareas cotidianas solo con el poder del pensamiento.

Investigadores de la Universidad de California en San Francisco (UCSF), en Estados Unidos, han logrado que un hombre parapléjico pueda controlar un brazo robótico a través de un dispositivo que transmite señales desde su cerebro a una computadora.

El hombre voluntario para este ensayo pudo agarrar, mover y soltar objetos simplemente imaginándose realizando esas acciones.

El dispositivo, conocido como interfaz cerebro-computadora (BCI, por sus siglas en inglés), funcionó durante un récord de siete meses sin necesidad de ajustes.

Hasta ahora, estos dispositivos solo habían funcionado durante uno o dos días.

El BCI se basa en un modelo de inteligencia artificial (IA) que se adapta a los pequeños cambios que ocurren en el encéfalo cuando una persona repite un movimiento, o en este caso, un movimiento imaginado, y aprende a hacerlo de manera más precisa.

«Esta fusión del aprendizaje entre seres humanos e inteligencia artificial es la próxima fase para estas interfaces cerebro-computadora, dice el neurólogo Karunesh Ganguly, profesor de Neurología y miembro del Instituto de Neurociencias Weill, en un comunicado de la UCSF.

Y añade:

Es lo que necesitamos para lograr una función sofisticada y realista”.

La clave fue el descubrimiento de cómo cambia la actividad encefálica día a día, a medida que un participante del estudio imagina repetidamente hacer movimientos específicos.

Una vez que la inteligencia artificial se programó para tener en cuenta esos cambios, el dispositivo funcionó durante meses.

Ganguly estudió cómo los patrones de actividad cerebral en los animales representan movimientos específicos, y observó que estas representaciones cambiaban día a día a medida que el animal aprendía.

Sospechó que lo mismo ocurría en humanos, y que por eso los BCI perdían rápidamente la capacidad de reconocer estos patrones.

Ganguly y el investigador en Neurología Nikhilesh Natraj, trabajaron con un participante en el estudio que había quedado paralizado tras sufrir un derrame cerebral o ictus años atrás.

El hombre no podía hablar ni moverse.

Ganguly y Natraj le implantaron diminutos sensores en la superficie del cerebro que podían detectar actividad cerebral cuando imaginaba moverse.

Para comprobar si sus patrones cerebrales cambiaban con el tiempo, Ganguly le pidió al participante que imaginara mover diferentes partes de su cuerpo, como sus manos, los pies o la cabeza.

Aunque no podía moverse físicamente, su cerebro aún producía las señales para el movimiento cuando lo imaginaba.

El interfaz cerebro-computadora registró las representaciones cerebrales de estos movimientos a través de los sensores implantados.

El equipo de Ganguly descubrió que la forma de estas representaciones en el cerebro se mantenía igual, pero sus ubicaciones cambiaban ligeramente con el paso de los días.

Luego, Ganguly pidió al participante que imaginara hacer movimientos simples con los dedos, las manos o los pulgares durante dos semanas, mientras los sensores registraban su actividad cerebral para entrenar a la inteligencia artificial.

Después, el participante intentó controlar un brazo robótico, pero los movimientos aún no eran muy precisos.

Para mejorar su precisión, Ganguly hizo que practicara con un brazo robótico virtual que le daba retroalimentación sobre la exactitud de sus visualizaciones.

Con el tiempo, logró que el brazo virtual hiciera lo que él quería.

Cuando el participante comenzó a practicar con el brazo robótico real, solo necesitó unas pocas sesiones de práctica para transferir sus habilidades al mundo real.

Pudo hacer que el brazo robótico recogiera bloques, los girara y los moviera a nuevas ubicaciones.

Incluso logró abrir un armario, sacar una taza y sostenerla bajo un dispensador de agua.

Meses después, el participante aún podía controlar el brazo robótico tras una sesión de ajuste de quince minutos para compensar los cambios en sus representaciones de movimiento desde que comenzó a usar el dispositivo.

Ganguly ahora está refinando los modelos de inteligencia artificial para que el brazo robótico se mueva más rápido y con mayor fluidez, además de planear probar el BCI en un entorno doméstico.

Para las personas con parálisis, la capacidad de alimentarse o tomar un vaso de agua por sí mismas cambiaría sus vidas.

Ganguly cree que esto es posible.

«Estoy muy seguro de que hemos aprendido cómo construir el sistema y que podemos hacer que funcione», concluye Ganguly.

Fuente: Cell