Primícia mundial: un implant cerebral permet parlar i cantar a una persona amb esclerosi lateral amiotròfica (ELA)

Investigadors de la Universitat de Califòrnia a Davis (UC Davis), als Estats Units, han aconseguit una fita clau en pròtesis neuronals al desenvolupar una interfície cervell-ordinador (BCI) capaç de traduir l’activitat cerebral directament en so, la qual cosa ha permès a un home amb esclerosi lateral amiotròfica (ELA) «parlar» i fins i tot cantar amb matisos d’entonació en temps real. Aquest avenç supera amb escreix els sistemes previs, que convertien senyals neuronals en text amb retards de diversos segons.

L’estudi, publicat en la revista ‘Nature’ i a bioRxiv, descriu com un participant de 45 anys, la capacitat de parlar del qual es va veure obstaculitzada després del desenvolupament d’un quadre d’ELA, va poder comunicar-se amb la seva família a través d’un sintetitzador de veu controlat pels seus pensament, d’acord amb una nota de prensa. 

A diferència de tecnologies anteriors, similars a missatges de text, el nou dispositiu imita una trucada de veu, i reprodueix no només les paraules sinó també les seves inflexions, pauses i èmfasis o entonació, elements clau per a l’expressió i l’intercanvi espontani en converses quotidianes.

Integració amb IA

Segons informa ‘Nature’, el sistema consta de quatre micromatrius d’elèctrodes implantades de manera quirúrgica a la regió del còrtex motor responsable de la parla. Aquestes micromatrius, de només 1,5 mil·límetres de longitud, capturen l’activitat de centenars de neurones mentre l’usuari pretén articular sons, i les envien a un conjunt d’ordinadors equipats amb algorismes d’intel·ligència artificial (IA). 

Els models d’aprenentatge profund es van entrenar relacionant patrons d’activitat neuronal amb enregistraments d’entrevistes prèvies al deteriorament del pacient, cosa que va permetre personalitzar la veu sintètica per adaptar-la a la del mateix usuari.

Un dels èxits més destacats és la latència extremament baixa: el sistema converteix el senyal cerebral en àudio amb un retard de només 10 mil·lisegons, un llindar pràcticament imperceptible que iguala l’experiència de parlar i escoltar la pròpia veu. Gràcies a aquest rendiment, el pacient no només va formular preguntes i va emfatitzar paraules, sinó que també va entonar petites melodies de tres notes, en què va demostrar el potencial de la tecnologia per transmetre entonació i emoció.

Precisió elevada

D’acord amb les anàlisis realitzades, els oients van poder comprendre aproximadament el 60% de les paraules sintetitzades, en contrast amb un 4% quan el participant intentava parlar sense la interfície cervell-ordinador. Aquest nivell de precisió és prometedor per a properes aplicacions clíniques, encara que els autors adverteixen que els resultats encara s’han de replicar en més persones i en contextos variats de pèrdua de la parla, com ara després d’accidents cerebrovasculars.

Notícies relacionades

Albània nomena primera ministra una intel·ligència artificial

Converteixen l’orina humana en un material per a implants mèdics

«Els nostres algorismes aconsegueixen mapejar l’activitat cerebral i relacionar-la amb els sons desitjats a cada instant, permetent al pacient controlar el ritme i l’expressivitat de la seva veu a través de la interfície cervell-ordinador», va indicar al comunicat Maitreyee Wairagkar, autora principal de l’estudi.

David Brandman, codirector del Laboratori de Neuropròtesi d’UC Davis i el neurocirurgià que va realitzar l’implant, va indicar que «la veu és part essencial de la nostra identitat: perdre-la suposa un aïllament devastador. Aquesta tecnologia ofereix una esperança real als que volen comunicar-se i ser escoltats». A llarg termini, els científics entreveuen aplicacions més enllà de l’ELA, beneficiant pacients amb paràlisi, trauma cranial i altres afeccions que comprometen la comunicació verbal.