IA acelera avances en neurociencias y en implantes cerebrales

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Canadá.- En silencio y con algunos chispazos de notoriedad, cuando se conoce un avance en un determinado paciente, la ciencia está protagonizando una verdadera revolución en materia de inteligencia artificial (IA) para restablecer capacidades del cerebro perdidas o atrofiadas.

Estos primeros pasos para develar los misteriosos entramados de cómo funciona el cerebro y la potencial recuperación de las funciones mentales dañadas por una enfermedad o accidente, se están dando gracias a la implementación del implante de electrodos y programas de IA que ayudan a los investigadores en este apasionante campo de la medicina.

Esos misterios tienen que ver con develar cómo hace el cerebro que tiene 86 mil millones de neuronas y 350 trillones de conexiones o sinapsis neuronales para producir unos 6.000 pensamientos por día, según revela una reciente investigación hecha por la Universidad de Queen en Canadá.

En los últimos años y fundamentalmente en este 2024, muchos son los científicos que están avanzando en solucionar capacidades perdidas en personas con algún problema de habla, movilidad, comprensión y otras funciones cerebrales alteradas.

El más reciente ejemplo se conoció hace dos días, cuando científicos de la Universidad de California, en San Francisco, Estados Unidos, crearon un implante cerebral que permitió que un hombre bilingüe con parálisis en el habla a causa de un accidente cerebrovascular (ACV) ocurrido en el 2000, a que pueda expresarse por primera vez en dos idiomas, español e inglés, de acuerdo a su preferencia.

El avance científico dado a conocer al mundo en un artículo publicado en la revista Nature Biomedical Engineering, que identifica al hombre, un hablante nativo de español que aprendió inglés cuando ya era adulto, que podía gemir y gruñir pero no podía articular palabras claras.

Gracias a un implante cerebral que el paciente recibió en 2019 por parte del equipo del doctor Edward Chang, un neurocirujano que se desempeña como codirector del Centro de Prótesis e Ingeniería Neural de Universidad de California en San Francisco (UCSF), el hombre pudo expresarse en inglés en 2021. Los investigadores lograron en estos años entrenar el implante para decodificar palabras en los dos idiomas, basándose en la actividad cerebral producida cuando el paciente intentaba articularlas.

Se trató de un método de entrenamiento de IA que permite al implante cerebral, conocido científicamente como dispositivo de interfaz cerebro-computadora, procesar datos de una manera parecida al cerebro humano.

“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. Es necesario desarrollar decodificadores que permitan a los bilingües comunicarse con ambos idiomas”, explicó el grupo de investigación de Chang en su cuenta de X.

En otro avance prometedor, la revista Nature publicó hace pocas semanas el estudio sobre implantes cerebrales que interactúan con un programa de computadora, para beneficio de dos mujeres estadunidenses que habían perdido el habla a consecuencia de una esclerosis lateral amiotrófica, la primera, y de un ictus o accidente cerebrovascular, la segunda.

En esta última paciente, los investigadores insertaron conjuntos de pequeños electrodos de silicio en partes del cerebro que intervienen en el habla, un par de milímetros por debajo de la superficie.

Luego, entrenaron algoritmos de aprendizaje profundo para reconocer las señales únicas en el cerebro de la paciente cuando intentaba pronunciar varias frases utilizando un conjunto de vocabulario grande de 125.000 palabras y un conjunto de vocabulario pequeño de 50 palabras.

La IA decodifica palabras a partir de fonemas, las subunidades del habla que forman las palabras habladas. Para el vocabulario de 50 palabras, la interfaz funcionó 2,7 veces más rápido que otra anterior de última generación y alcanzó una tasa de error de palabras del 9,1%.

Ambas recuperaron la capacidad de comunicarse con sus semejantes. Al respecto, Víctor Hugo de Lafuente Flores, investigador del Instituto de Neurobiología, campus Juriquilla, de la Universidad Nacional Autónoma de México, explicó a La Gaceta de la UNAM: “Este paso es muy importante, porque ahora se abre la posibilidad, no sólo de intervenir directamente el cerebro y registrar su actividad eléctrica para ayudar a recuperar la movilidad a aquellos pacientes con un problema neurológico, como una lesión en la médula espinal, sino además de acceder a las funciones cognitivas superiores del cerebro (atención y concentración, percepción y reconocimiento, orientación y memoria) y, es más, a nuestros sentimientos, emociones, deseos…”

Respecto a lo manifestado por el doctor Lafuente Flores, otro de los grandes avances protagonizados por esta nueva conjunción que son los implantes cerebrales y los programas avanzados de inteligencia artificial tienen que ver con la impronta de Neuralink, la empresa de neurodesarrollos del empresario estadounidense Elon Musk que ha logrado por ejemplo que un hombre cuadripléjico llamado Noland Arbaugh, pueda operar su computadora con la mente.