Las tabletas y otros dispositivos informáticos móviles son parte de la vida cotidiana, pero su uso puede resultar difícil para las personas con parálisis. Una nueva investigación del consorcio BrainGate muestra que una interfaz cerebro-computadora (BCI) puede permitir a las personas con parálisis operar directamente una tableta lista para usar con solo pensar en hacer movimientos del cursor y clics.

En un estudio publicado el 21 de noviembre en MÁS UNO , tres participantes de ensayos clínicos con tetraplejía, cada uno de los cuales estaba usando el BrainGate BCI de investigación que registra la actividad neuronal directamente desde un pequeño sensor colocado en la corteza motora, pudieron navegar a través de los programas de tabletas más utilizados, incluido el correo electrónico, chat, aplicaciones de transmisión de música y para compartir videos. Los participantes enviaron mensajes a la familia, amigos, miembros del equipo de investigación y sus compañeros participantes. Navegaron por la web verificó el clima y compró en línea. Un participante un musico, tocó un fragmento de la "Oda a la alegría" de Beethoven en una interfaz de piano digital.

"Durante años, la colaboración de BrainGate ha estado trabajando para desarrollar los conocimientos de neurociencia y neuroingeniería para permitir que las personas que han perdido habilidades motoras controlen dispositivos externos con solo pensar en el movimiento de su propio brazo o mano, "dijo el Dr. Jaimie Henderson, autor principal del artículo y neurocirujano de la Universidad de Stanford. "En este estudio, hemos aprovechado ese conocimiento para restaurar la capacidad de las personas de controlar exactamente las mismas tecnologías cotidianas que usaban antes de la aparición de sus enfermedades. Fue maravilloso ver a los participantes expresarse o simplemente encontrar una canción que quisieran escuchar ".

El BrainGate BCI de investigación incluye un implante del tamaño de una aspirina para bebés que detecta las señales asociadas con los movimientos intencionados producidos en la corteza motora del cerebro. Luego, esas señales se decodifican y se enrutan a dispositivos externos. Los investigadores de BrainGate y otros grupos que utilizan tecnologías similares han demostrado que el dispositivo puede permitir a las personas mover brazos robóticos o recuperar el control de sus propias extremidades. a pesar de haber perdido habilidades motoras por enfermedad o lesión. Este estudio de la colaboración incluye científicos, ingenieros y médicos del Instituto Carney de Ciencias del Cerebro de la Universidad de Brown, el Centro Médico de Asuntos de Veteranos de Providence (PVAMC), Hospital General de Massachusetts (MGH) y Universidad de Stanford.

Dos de los participantes en este último estudio tenían debilidad o pérdida de movimiento de brazos y piernas debido a la esclerosis lateral amiotrófica (ELA). una enfermedad progresiva que afecta los nervios del cerebro y la columna que controlan el movimiento. El tercer participante quedó paralizado debido a una lesión en la médula espinal. Todos se inscribieron en un ensayo clínico destinado a evaluar la seguridad y viabilidad del sistema BrainGate en investigación.

Para este estudio, Las señales neuronales del BrainGate BCI se enrutaron a una interfaz Bluetooth configurada para funcionar como un mouse inalámbrico. Luego, el mouse virtual se emparejó con una tableta Google Nexus 9 sin modificar. Luego se pidió a los participantes que realizaran un conjunto de tareas diseñadas para ver qué tan bien podían navegar dentro de una variedad de aplicaciones de uso común, y pasar de una aplicación a otra. Los participantes examinaron selecciones de música en un servicio de transmisión, buscó videos en YouTube, se desplazó a través de un agregador de noticias y redactó correos electrónicos y chats.

El estudio mostró que los participantes podían hacer hasta 22 selecciones de apuntar y hacer clic por minuto mientras usaban una variedad de aplicaciones. En aplicaciones de texto, los participantes pudieron escribir hasta 30 caracteres efectivos por minuto utilizando interfaces estándar de correo electrónico y texto.

Los participantes informaron que encontraron la interfaz intuitiva y divertida de usar, anotó el estudio. Uno dijo, "Se sintió más natural que las veces que recuerdo usar un mouse". Otro informó tener "más control sobre esto del que uso normalmente".

A los investigadores les complació ver la rapidez con la que los participantes utilizaron la interfaz de la tableta para explorar sus pasatiempos e intereses.

"Fue genial ver a nuestros participantes completar las tareas que les pedimos que realizaran, pero la parte más gratificante y divertida del estudio fue cuando simplemente hicieron lo que querían hacer:usar las aplicaciones que les gustaban para comprar, viendo videos o simplemente charlando con amigos, "dijo el autor principal, el Dr. Paul Nuyujukian, bioingeniero en Stanford. "Una de las participantes nos dijo al comienzo de la prueba que una de las cosas que realmente quería hacer era volver a tocar música. Así que verla tocar en un teclado digital fue fantástico".

El hecho de que las tabletas estuvieran completamente inalteradas y tuvieran desactivado todo el software de accesibilidad precargado fue una parte importante del estudio. dijeron los investigadores.

"Las tecnologías de asistencia que están disponibles en la actualidad, si bien son importantes y útiles, están inherentemente limitados en términos de la velocidad de uso que permiten, o la flexibilidad de la interfaz, "dijo Krishna Shenoy, autor principal del artículo e ingeniero eléctrico y neurocientífico de la Universidad de Stanford y del Instituto Médico Howard Hughes. "Eso se debe en gran parte a las señales de entrada limitadas que están disponibles. Con la riqueza de la entrada del BCI, pudimos comprar dos tabletas en Amazon, encienda Bluetooth y los participantes podrán usarlos con nuestro sistema BrainGate de investigación de inmediato ".

Los investigadores dicen que el estudio también tiene el potencial de abrir nuevas e importantes líneas de comunicación entre los pacientes con déficits neurológicos graves y sus proveedores de atención médica.

"Esto tiene un gran potencial para restaurar rapid and rich communication for somebody with locked-in syndrome who is unable to speak, " said Jose Albites Sanabria, who performed this research as a graduate student in biomedical engineering at Brown University. "That not only could provide increased interaction with their family and friends, but can provide a conduit for more thoroughly describing ongoing health issues with caregivers."

As a neuroscientist and practicing critical care neurologist, senior author Dr. Leigh Hochberg of Brown University, Massachusetts General Hospital and the Providence VA Medical Center sees tremendous potential for the restorative capabilities of BCIs exemplified in this study.

"When I see somebody in the neuro-intensive care unit who has had an acute stroke and has lost the ability to move or communicate, I'd like to be able to say, 'I'm very sorry this has happened, but we can restore your ability to use the technologies you were using before this happened, and you'll be able to use them again tomorrow, '" Hochberg said. "And we are getting closer to being able to tell someone who has been diagnosed with ALS, 'even while we continue to seek out a cure, you will never lose the ability to communicate.' This work is a step toward those goals."