El avance en la tecnología de IMC ayuda a muchos pacientes

Los participantes del ensayo controlan un perro robótico y una silla de ruedas eléctrica solo con el pensamiento

[Foto proporcionada a chinadaily.com.cn]

Dos pacientes chinos con parálisis grave han utilizado con éxito la tecnología de interfaz cerebro-máquina para realizar tareas utilizando únicamente la mente, como controlar una silla de ruedas eléctrica, dirigir a un perro robótico para recoger entregas y operar un brazo robótico para tomar una taza y beber agua.

Los logros se anunciaron el miércoles en una rueda de prensa celebrada por el Centro de Excelencia en Ciencias del Cerebro y Tecnología de la Inteligencia de la Academia China de Ciencias en Shanghai.

Los pacientes, ambos de unos 30 años, recibieron implantes del sistema BMI, desarrollados conjuntamente por el centro y un socio corporativo, en junio y octubre, respectivamente.

Según el equipo de investigación, esta es la primera vez a nivel mundial que una silla de ruedas eléctrica y un perro robótico se controlan únicamente mediante el pensamiento. El brazo robótico utilizado en las pruebas es un modelo rentable, a diferencia de los sistemas más costosos desarrollados por empresas como Neuralink, propiedad del multimillonario tecnológico Elon Musk. El proyecto tiene como objetivo promover aplicaciones a gran escala para personas con discapacidad y otros usuarios.

En comparación con el primer caso de implante de IMC del equipo de investigación en marzo, en el que un paciente controlaba el cursor de una computadora para jugar videojuegos, los nuevos casos representan un avance importante. Los pacientes ahora interactúan con el mundo físico en tres dimensiones, lo que les permite alcanzar niveles de autocuidado, empleo y participación social antes inalcanzables.

Uno de los pacientes trabaja ahora como pasante clasificador de productos, utilizando el control cerebral para participar en la anotación de datos en línea, verificando la precisión de los sistemas de inteligencia artificial utilizados en las máquinas expendedoras.

"Nuestra investigación está impulsando la tecnología de IMC hacia aplicaciones clínicas prácticas", afirmó Zhao Zhengtuo, científico líder del equipo de investigación, que incluye investigadores del centro CAS, el Hospital Huashan de Shanghai y un socio industrial. "Con una mentalidad abierta, colaboramos con diversos dispositivos inteligentes y plataformas de aplicaciones para promover conjuntamente la innovación de vanguardia en IMC en nuestro país".

Uno de los pacientes sufrió una lesión medular a causa de una caída en 2022 que le provocó parálisis. Tras recibir el implante BMI en junio y completar dos semanas de entrenamiento, pudo controlar dispositivos electrónicos como cursores de computadora y tabletas. Con el objetivo de ir más allá del control virtual e interactuar físicamente con el mundo, impulsó al equipo a ampliar las aplicaciones para incluir sillas de ruedas eléctricas y perros robóticos.

Esta expansión requirió múltiples avances tecnológicos, como la compresión de datos neuronales de alta fidelidad y un modelo de decodificación híbrido capaz de extraer señales útiles en entornos ruidosos. Los investigadores también abordaron los desafíos relacionados con la estabilidad interdiaria mediante la alineación de colectores neuronales para mantener la fiabilidad de las entradas del decodificador a pesar del ruido ambiental y las fluctuaciones fisiológicas.

La velocidad es un aspecto crucial de la tecnología, afirmaron los investigadores. Al personalizar los protocolos de comunicación, el equipo redujo el retraso de extremo a extremo, desde la adquisición de señales neuronales hasta la ejecución de comandos por dispositivos externos, a menos de 100 milisegundos (más rápido que el retraso neuronal natural del cuerpo), creando una experiencia de control fluida.

El paciente, que controla una silla de ruedas eléctrica con la mente, describió la experiencia como intuitiva, similar a controlar un personaje de videojuego sin pensar conscientemente en los movimientos del joystick.

Los implantes se insertaron a través de una punción craneal de 5 milímetros, la más pequeña registrada a nivel mundial. El implante en sí también es el más pequeño del mundo, aproximadamente la mitad del tamaño del dispositivo de Neuralink.

Poo Muming, académico de la Academia China de Ciencias y director científico del centro CAS, afirmó que los tres pacientes que participaron en los ensayos se mantienen en buen estado de salud tras rigurosas revisiones éticas y técnicas.

"Los objetivos futuros incluyen lograr un control más preciso, como tocar el piano con los dedos controlados mentalmente", afirmó Poo.

Zhao afirmó que espera que el procedimiento de implante llegue a ser tan sencillo y mínimamente invasivo como una perforación de oreja, ampliando el acceso a una población más amplia de pacientes y abriendo la puerta a aplicaciones de mejora no médica.

"Esperamos que los costos sean muy asequibles, similares a los de comprar un producto electrónico", afirmó.

El equipo prevé aplicaciones escalables para restaurar las funciones motoras y del lenguaje en un plazo de tres años, avances en la restauración sensorial y la regulación de trastornos neuropsiquiátricos como la enfermedad de Parkinson y la depresión en un plazo de cinco años, y sistemas mínimamente invasivos que permitan usos tanto médicos como para el consumidor en un plazo de una década.