La ELA (esclerosis lateral amiotrófica) es devastadoramente cruel. Mientras que las neuronas que controlan el movimiento mueren lentamente, se pierde la habilidad de caminar, hablar y respirar. La mente permanece alerta, pero estás completamente atrapado, sin ninguna forma de comunicarte con el mundo exterior.
Eso es lo que un hombre de 37 años experimento. Diagnosticado a los 30, en solo 4 meses perdió la habilidad de hablar y caminar. En dos años, ya no podía mover sus ojos, su único método de comunicación con su esposa y su hijo. Respirando a través de un ventilador y completamente paralizado, estaba atrapado dentro de su mente.
Determinado a escapar de su prisión física, el hombre se apunto para un procedimiento altamente experimental. Dos arreglos de microelectrodos fueron implantados por cirugía en regiones del cerebro que controlan el movimiento. Después de solo 100 días de la cirugía, y pasando por entrenamiento extensivo, el paciente fue capaz de usar su mente para deletrear sus pensamientos en oraciones completas.
¿Su primera solicitud? Cambiar la posición de su cuerpo para estar más cómodo. ¿La siguiente? "Me escucharía escuchar el albúm de Tool [una banda]," luego "Ahora una cerveza."
"Las personas realmente han dudado de si esto era posible siquiera," dijo el Dr. Mariska Vensteensel en el Centro Médico Universitario Utrecht, que no estuvo envuelto en el estudio, a Science.
Si es replicado, el sistema promete traer de vuelta la comunicación a cientos de miles de personas que están atrapadas dentro de sus mentes, ya sea por ELA, embolia, cancer, o heridas cerebrales traumáticas. Por ahora, el método aún está lejos de estar listo para uso clínico. Además de años de entrenamiento, el procedimiento es altamente ajustado para cada persona, con una cuenta sustanciosa de al menos $500,000 dólares durante los primeros dos años.
El campo también está hundido en controversias, con dos de los autores del estudio enredados en un escándalo de mal comportamiento científico por su trabajo pasado en pacientes encerrados en su cuerpo. Del trabajo nuevo, la experta en implantes cerebrales Dra. Natalie Mrachacz-Kersting de la Universidad de Freiburg, que no estuvo envuelta pero conoce la historia, dijo, "Diría que es un estudio sólido."
Al paciente no le podría importar menos. "Primero quiero agradecerles" le dijo con su mente al Dr. Niels Birbaumer, el autor principal del estudio. Un año después, "mi mayor desea es una cama nueva y que mañana vaya con ustedes a una parrillada", le dijo a su familia.
Un largo camino por delante
La cirugía cerebral no es la primera opción de nadie.
Después de su diagnóstico, el hombre creó un plan familiar para cualquier familia luchando contra la ELA. En su centro estaba un dispositivo que rastreaba la mirada que podía usar para deletrear sus pensamientos. Pero cuando los músculos alrededor de sus ojos gradualmente fallaron, ya no pudo controlar su mirada, volviendo al rastreador inútil. La familia subsecuentemente desarrollo su propio sistema de lápiz-y-papel para poder rastrear pensamientos simples basados en el movimiento de sus ojos. Era rudimentario: cualquier movimiento de los ojos era considerado un "si," de otra forma asumían "no."
Al darse cuenta de que pronto podría perder todo el control de sus ojos, el paciente comenzó su viaje para comunicarse a través de solo sus señales eléctricas cerebrales. Con el desarrollo de sofware incrementalmente más poderoso e implantes cerebrales biocompatibles, enlazar el cerebro a computadoras, y evitar daño neuronal, está explotando en una estrategia ampliamente poderosa, pero aún experimental, para luchar contra la parálisis.
Iniciando con una configuración no-invasiva, se le colocaron electrodos en la superficie de su cráneo para capturar los patrones eléctricos amplios de su cerebro. Dado que el cráneo dispersa las señales y trae ruido, el sistema también media señales eléctricas a través de los ojos como una fuente separada de datos. Desarrollado por los autores del estudio Birbaumer y su colaborador de años el Dr. Ujwal Chaudhary, el sistema trabajó de forma binaria con "si" o "no."
Antes de un año, las comunicaciones empezaron a fallar otra vez. Anticipándose a su destino de aislamiento total, el hombre -en acuerdo con su esposa y su hermana- abandonaron los ojos completamente. En su lugar, optaron por implantes cerebrales para trabajar en sus señales neuronales directamente.
Aún hay camino por delante
En Junio de 2018, solo tres años después de su diagnóstico, el hombre recibió dos microarreglos de electrodos implantados en su corteza motora. Cada implante contenía 64 canales para escuchar su actividad cerebral como una forma de decodificar y comunicar con el mundo exterior.
No es una idea nueva. Un estudio en 2016 usó implantes cerebrales -un total de 16 electrodos- en una mujer para controlar un teclado imaginando movimientos en su mano. A diferencia del paciente actual, ella todavía era capaz de parpadear, lo que hace al caso diferente. "Realmente no sabemos si la comunicación, aún de las señales del cerebro, todavía es posible una vez que fallan todo el control de músculos," dijeron los autores del estudio.
Casi inmediatamente, chocaron con una pared. Un día después del implante, mientras que el paciente todavía podía mover sus ojos, el equipo le pidió usar la estrategia familiar previa para comunicar "si" o "no" mientras monitoreaban sus señales del cerebro. Desafortunadamente, las señales eran demasiado débiles. Pedir al paciente imaginar movimientos de mano, lengua, o pie - trucos del trabajo pasado - también fallaron en generar señales neuronales capaces de decodificar sus intenciones.
Cerca de 3 frustrantes meses después, el equipo cambió su estrategia. Probaron neuro-retroalimentación, un método que permite a alguien modificar sus señales cerebrales con retroalimentación en tiempo real que indicaba si tuvieron éxito. Suena como meditación académica-new-age, y es un poco inusual como paradigma de entrenamiento. Pero la neuro-retroalimentación está siendo probada como un método de auto control de funciones cerebrales para una variedad de desórdenes, incluyendo ansiedad, depresión, insomnio, adicción, y otros, con diferentes niveles de éxito.
Esta vez, el equipo uso neuro-retroalimentación auditiva como una forma mejor de medir respuestas neuronales cerca de los electrodos implantados. Primero reprodujeron un tono y le pidieron al hombre que intentara manipular el tono para que fuera más bajo o más alto. Tras bambalinas, los disparos neuronales llegaron más rápido o más lento dependiendo del tono, proveyendo una base estable.
La estrategia funcionó. El paciente fue capaz de mover el tono en su primer intento. En 2 semanas podía igualar el tono solo con concentrarse. Estas pruebas iniciales permitieron al equipo elegir neuronas altamente responsivas, y usando los datos, desarrollaron una estrategia simple: manteniendo un tono alto o bajo, el podía indicar "si" o "no" al principio, y subsecuentemente, letras individuales.
El entrenamiento fue dura. En cada día de sesión, el equipo iniciaba con 10 minutos de grabaciones base mientras el sujeto descansaba.
"Es como podemos ejecutar nuestro software para determinar la razón de disparos de canales individuales diferentes para ver cuáles son óptimos para la neuro-retroalimentación", explicaron los autores. En general, el sujeto igualó 80% de la retroalimentación antes de que continuaran a las sesiones de deletreo. Dentro de los primeros 3 días, fue capaz de deletrear su propio nombre, el se su esposa y el de sus hijos.
Pero aún es una tarea agotadora: aún con meses de entrenamiento, se podía comunicar a un caracter por minuto, o 131 caracteres al día. Y esos son solo los interpretables. Desafortunadamente, aún con entrenamiento no hubo incremento en la velocidad.
Aún así, el sujeto es capaz de contactar a sus cuidadores y a su familia. Un mensaje pedía colocar su cabeza más alto cuando tenía visitantes. Otro pedía no ponerle camisetas pero si calcetines para la noche.
"Él incluso dió sugerencias para mejorar el rendimiento del deletreador al deletreara 'enciendan el reconocimiento de palabras'," los autores dijeron cerca de seis meses después del implante. En menos de un año, el dijo "Chicos, esto trabaja sin esfuerzo" al equipo, y le pidió a su esposa por un delicioso plato de "sopa Foulash y sopa de guisantes" en su tubo de alimentación.
El tiempo, trágicamente, no estaba de su lado. En tres años desde su implante, las comunicaciones se redujeron y se volvieron incrementalmente plagadas de errores, al punto de completa incomprensibilidad.
El porqué esto pasó permanece como un misterio, pero los expertos creen que es posible que sea porque se formó tejido cicatrizado alrededor de los electrodos, lo que disminuye las señales del cerebro. Aunque los autores no reportaron ninguna inflamación o infecciones en el área del implante, siempre es un riesgo.
Pero como pionero, el estudio inicia un nuevo comienzo para las personas que están atrapadas. Su alta recompensa tiene alta responsabilidad: muchos pacientes en esta etapa podrían estar al final de sus vidas. ¿Qué tanto podemos confiar en una tecnología que decodifique sus opiniones acerca de tratamientos y decisiones médicas?¿Qué pasa si el implante cerebral construye mal un pensamiento implicando su cuidado? Y para enfermedades sin cura, ¿hasta que punto estos puentes mente-maquina se vuelven una falsa esperanza para los seres queridos mientras el cerebro se desvanece poco a poco?
Por ahora, al valiente paciente no le importa todo eso. Con el implante, le pidió a su hijo de cuatro años ponerle "Robin Hood" de Disney, o "Bruja y Hechicero" en Amazon. "Amo a mi hijo genial," dijo con su cerebro.
Fuentes
singularityhub.com
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