Un paciente tetrapléjico logra jugar a un videojuego gracias a una interfaz que conecta su cerebro con un ordenador

Un equipo de investigadores en Estados Unidos ha implantado en una persona con parálisis una interfaz cerebro-ordenador que le ha permitido jugar a un videojuego. El participante sufre una lesión de la médula espinal a nivel cervical por la que tiene una pérdida casi total de la función motora tanto de las extremidades superiores como inferiores.

El estudio, que se ha publicado este lunes en la revista Nature Medicine, supone un gran avance en el campo de las interfaces cerebro-computadora (BCI, por sus siglas en inglés) en humanos. Esta tecnología tiene como objetivo restaurar la comunicación y la movilidad en personas con parálisis. En anteriores ocasiones ya había demostrado ser una posible solución para la recuperación motora. Aunque presentaba problemas a la hora de realizar movimientos complejos como, por ejemplo, mover los dedos individualmente.

Con la interfaz desarrollada por el equipo que ha liderado Mathew Willsey, de la Universidad de Michigan (EEUU), las personas con discapacidad motora grave van a poder cubrir una necesidad que hasta la fecha no estaba cubierta, como es el poder jugar a un videojuego, tocar instrumentos o teclear. Esta BCI es capaz de registrar de forma continua los patrones de actividad eléctrica de múltiples neuronas del cerebro para traducir los movimientos complejos.

Los investigadores implantaron un total de 192 electrodos en la circunvolución precentral izquierda, que es la región del cerebro que se encarga del control del movimiento de la mano. La actividad neuronal del participante se registró mientras éste observaba una mano virtual que realizaba varios movimientos. Tras ello, los investigadores utilizaron algoritmos de machine learning para identificar las señales vinculadas a movimientos específicos de los dedos.

Con estas señales, la interfaz pudo predecir con precisión los movimientos de los dedos. Esto permitió que la persona controlase tres grupos de dedos distintos, que incluían movimientos bidimensionales del pulgar, en una mano virtual. Es la primera vez, destacan los autores, que se consigue un nivel de precisión y libertad de movimiento tan elevado.

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Habiendo alcanzado este control con los dedos, los investigadores decidieron probarlo con un videojuego. La decodificación de los movimientos de los dedos se programaron para controlar tanto la velocidad como la dirección de un cuadricóptero virtual. De esta forma, el participante pudo pilotar este helicóptero y sortear una serie de obstáculos que aparecían en el videojuego.

"Este estudio plantea que las necesidades de las personas con parálisis van más allá de la simple movilidad física", comenta Eduardo Fernández, director del Instituto de Bioingeniería de la Universidad Miguel Hernández de Elche y director del grupo de Neuroingeniería Biomédica del Centro de Investigación Biomédica en Red de Bioingeniería, Biomateriales y Nanomedicina (CIBER-BBN), en declaraciones a Science Media Center.

"La dimensión social y el ocio", prosigue, "son también importantes para el bienestar. Aunque esto implica abordar desafíos técnicos adicionales, como la decodificación de intenciones de manera continua y la mejora del control de interfaces complejas, como los videojuegos, que requieren un control multifactorial".

Para Fernández, el estudio presenta "un avance significativo" en el campo de las BCI al lograr la decodificación continua de movimientos de dedos con un alto grado de libertad. El poder controlar un cuadricóptero virtual también supone "un paso importante hacia la creación de interfaces más intuitivas y funcionales para las personas con parálisis".

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No obstante, la interfaz que se ha desarrollado en el citado estudio destaca por permitir el control individualizado de los dedos como una representación intermedia entre la actividad neuronal y las interfaces computacionales, similar a cómo las personas sin discapacidad utilizan sus dedos para interactuar con teclados y controladores de videojuegos.

Una de las limitaciones de esta investigación, apunta Fernández, es que se ha realizado en un solo paciente, por lo que siguen siendo necesarios más estudios. Además, "el flujo de información sigue siendo unidireccional"; es decir, del cerebro al dispositivo y no incluye retroalimentación sensorial (la información que el cerebro recibe de los dedos), lo que puede dificultar o limitar el control de interfaces más complejas.