El vocabulario es limitado por el momento a 1024 palabras.
Un implante cerebral que utiliza inteligencia artificial permitió hablar a una mujer que estaba cuadripléjica hace 18 años al convertir casi simultáneamente en habla sus pensamientos.
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Lo anunciaron investigadores estadounidenses.
Aunque hasta ahora este dispositivo se probó en una sola persona, el implante que conecta ondas cerebrales a un ordenador generó esperanzas de recuperar la voz en individuos que perdieron por completo la capacidad de comunicarse.
El equipo de investigadores, con sede en California, había utilizado previamente una interfaz cerebro-ordenador (BCI, por sus siglas en inglés) para decodificar los pensamientos de Ann, una mujer de 47 años con cuadriplejía, y traducirlos en habla.
Sin embargo, había un retraso de ocho segundos entre la generación de pensamientos y la producción del habla leída en voz alta por una computadora.
Esto significaba que mantener una conversación fluida estaba fuera del alcance de Ann, una profesora de matemáticas de secundaria que no ha podido hablar desde que sufrió un accidente cerebrovascular hace 18 años.
Pero el nuevo modelo del equipo, presentado en la revista Nature Neuroscience, transformó los pensamientos de Ann en una versión de lo que era su voz con apenas un retraso de 80 milisegundos.
”Nuestro nuevo enfoque en tiempo real convierte las señales cerebrales en su voz personalizada casi inmediatamente, en menos de un segundo desde que intenta hablar”, dijo el principal autor del estudio, Gopala Anumanchipalli, de la Universidad de California, en Berkeley. Anumanchipalli agregó que la meta final de Ann es convertirse en consejera universitaria.
”Aunque todavía estamos lejos de lograr eso para Ann, este avance nos acerca más a mejorar la calidad de vida de las personas con parálisis vocal”, indicó. Durante la investigación, Ann podía ver oraciones en una pantalla -del tipo “Entonces me amas”- que ella pronunciaba para sí misma en su mente.
Estas señales cerebrales fueron rápidamente convertidas en su voz, que los investigadores reconstruyeron a partir de grabaciones previas a su lesión. Ann estaba “muy emocionada al escuchar su voz, y reportó una sensación de corporalidad”, dijo Anumanchipalli.
El modelo utiliza un algoritmo basado en una técnica de inteligencia artificial (IA) llamada aprendizaje profundo, que fue entrenado previamente a partir de miles de frases que Ann intentó pronunciar silenciosamente. El modelo no es totalmente exacto, y el vocabulario es limitado por el momento a 1024 palabras.
Para Edward Chang, otro de los científicos principales, esta nueva tecnología “tiene un enorme potencial” para mejorar la calidad de vida de las personas con parálisis grave que afecta al habla. “Es emocionante que los últimos avances en IA estén acelerando numerosas las interfaces cerebro -ordenador para su uso práctico en el mundo real en un futuro próximo”, dijo.
Para recopilar los datos necesarios para entrenar su algoritmo, los investigadores primero hicieron que el participante mirara una indicación en la pantalla, como la frase “hola, ¿cómo estás?”, y luego intentara pronunciar esa frase en silencio.
Así, los autores entrenaron una red neuronal de aprendizaje profundo utilizando la actividad cerebral del participante, que se registró mediante electrodos implantados sobre su corteza sensomotora del habla. Mientras tanto, pronunciaba internamente en su cerebro frases completas que contienen 1024 palabras únicas.
A continuación, se utilizó este modelo para descodificar el habla en línea, simultáneamente con la intención vocal de la participante (Ann), y luego producir audio imitando su voz -esta había sido entrenada utilizando un clip de ella hablando antes de la lesión-.
Cheol Jun Cho, otro de los firmantes del trabajo, resume que la neuroprótesis funciona tomando muestras de datos neuronales de la corteza motora, la parte del cerebro que controla la producción del habla, y luego utiliza la IA para descodificar la función cerebral y convertirla en habla.
“Básicamente, interceptamos las señales en las que el pensamiento se traduce en articulación (...). Así que lo que estamos descodificando es después de que se haya producido un pensamiento, después de que hayamos decidido qué decir, después de que hayamos decidido qué palabras y cómo mover los músculos del tracto utilizar vocal”, indicó.