Paciente chino controla dispositivos inteligentes durante ensayo clínico BCI

Por Deng Xiaoci

Un paciente controla un perro robótico. (Foto: cortesía)

El Centro de Excelencia en Ciencia del Cerebro y Tecnología Inteligente (CEBSIT) de la Academia de Ciencias de China, en colaboración con el Hospital Huashan de la Universidad de Fudan, ha llevado a cabo con éxito un segundo ensayo clínico en humanos de su dispositivo de interfaz invasivo cerebro-computadora (BCI).

El ensayo permite que un paciente con paraplejia de alto nivel controle de manera confiable una silla de ruedas inteligente y un perro robótico utilizando señales eléctricas del cerebro (EEG), logrando movilidad autónoma y recuperando objetos en escenarios del mundo real.

El paciente sufrió en 2022 una lesión en la médula espinal, y en consecuencia se presentó una paraplejia de alto nivel. En junio, se le implantó un sistema BCI. Después de varias semanas de entrenamiento, el paciente pudo controlar de manera estable un cursor de computadora y un dispositivo tablet. Posteriormente, el equipo amplió el sistema al control tridimensional de dispositivos físicos, logrando un funcionamiento continuo, estable y de baja latencia de una silla de ruedas inteligente y un perro robótico, recursos que le permitió al paciente realizar múltiples actividades funcionales en escenarios complejos de la vida diaria, detalló el CEBSIT.

"Es como controlar un personaje en un videojuego: no tienes que pensar conscientemente en qué dirección mover el joystick; simplemente piensas de manera natural en la dirección a la que quieres ir, y el dispositivo se mueve allí. La transmisión de la señal es bastante estable, con muy poca demora", explica el paciente.

Anteriormente, el CEBSIT -con sede en Shanghai- y el Hospital Huashan llevaron a cabo el primer ensayo clínico del país de un dispositivo BCI invasivo. En junio anunciaron que el ensayo fue exitoso, con un paciente tetrapléjico capaz de controlar dispositivos electrónicos con su mente, manejando hábilmente juegos de carreras, ajedrez y otros programas. Este logro convierte a China en el segundo país a nivel mundial, solo después de Estados Unidos (Neuralink), en entrar en la fase de ensayo clínico para la tecnología BCI invasiva.

Los desarrolladores manifestaron al Global Times que el ensayo clínico ha logrado una serie de avances tecnológicos clave.

Para la extracción de información neuronal, el equipo desarrolló una tecnología de compresión de datos de alta relación de compresión y alta fidelidad, combinando de manera innovadora los métodos de "potencia de banda de picos", "intervalo entre picos" y "conteo de picos". Este modelo híbrido de decodificación extrae eficientemente señales útiles, incluso en entornos ruidosos, aumentando el rendimiento general del control cerebral entre un 15 y un 20 por ciento.

El CEBSIT también fue pionero en una tecnología de "recalibración en línea" que permite ajustar en tiempo real los parámetros de decodificación durante el uso diario sin interrumpir la operación ni requerir sesiones dedicadas. Esta función garantiza un rendimiento sostenido y ofrece una experiencia de "cuanto más lo usas, más fluido se vuelve".

La velocidad de respuesta es una métrica fundamental en BCI. El retraso en la conducción neuronal humana es de aproximadamente 200 milisegundos; en este sistema, un protocolo de comunicación personalizado redujo la latencia de extremo a extremo, desde la adquisición de la señal hasta la ejecución del comando, a menos de 100 milisegundos, lo que permite una experiencia de control más fluida y natural.

Zhao Zhengtuo, quien lideró el equipo de investigación, declaró al Global Times que espera acelerar aún más la traducción clínica y la validación de la aplicación de este logro, permitiendo que la tecnología BCI se acerque más al uso clínico en el mundo real. En este sentido, el experto chino delineó una hoja de ruta clara para el desarrollo de la tecnología BCI.

A corto plazo, Zhao considera que surgirán aplicaciones a gran escala para la reconstrucción de funciones motoras y del lenguaje. Por otra parte, dentro de cinco años, se esperan avances en la restauración sensorial, como la visión y la audición artificiales, junto con la modulación precisa de trastornos neuropsiquiátricos como la enfermedad de Parkinson y la depresión. Y en 10 años, los sistemas altamente mínimamente invasivos podrían permitir usos médicos e incluso de consumo cotidiano, permitiendo un cierto grado de mejora funcional.

El equipo de investigación también ha identifico la necesidad social más profunda del paciente: resinsertarse. Para lograrlo, el CEBSIT trabaja con una federación local en un proyecto de "discapacidad asistida por tecnología". Los avances han permito que los pacientes participen en trabajos en línea como verificar la precisión del reconocimiento de IA en máquinas expendedoras.

El desarrollo de dispositivos de interfaz cerebro-computadora ayudan a reconstruir la confianza y recuperar un sentido de autoestima en el paciente discapacitado. Para una persona con paraplejía de alto nivel, generar ingresos a través del trabajo significa dejar de ser únicamente un receptor de cuidados unidireccionales de la familia y la sociedad, y volver a ser un individuo con valor social.