Muchas personas en el mundo pierden el habla debido a un daño neurológico, lo cual se convierte en una experiencia asfixiante y aislante para el paciente. Sin embargo, el avance tecnológico revela una esperanza, ya que científicos trabajado en una prótesis neuronal; dispositivos especiales que podrán ayudar a las personas que tienen problemas para comunicarse con la voz al traducir la actividad cerebral en voz.
DISPOSITIVO PARA RECUPERAR EL HABLA
Esto es posible gracias a investigaciones anteriores, en cuales se basaron para realizar un trabajo que introduce modificaciones que mejoran la precisión de la decodificación en una gama mucho más amplia de voces.
Una de sus innovaciones clave radica en la adaptación de arquitecturas neuronales para adaptarse a diversos patrones de habla. Los avances recientes en el aprendizaje automático y los sistemas de interfaz cerebro-computadora, o BCI por sus siglas en inglés, impulsaron el desarrollo de prótesis neuronales del voz, ofreciendo esperanza a quienes tienen discapacidades para comunicarse.
Un método eficaz en la recopilación de datos para desarrollar este tipo de prótesis implica registros electrocorticográficos, o ECoG, que se obtienen de pacientes que tuvieron cirugías de epilepsia. Los electrodos que se implantan brindan una oportunidad única para recopilar datos corticales durante el habla con alta precisión, lo que conduce a resultados prometedores en la decodificación.
Su enfoque actual, validado en 5 pacientes, ahora fue validado por 48 personas, un orden de magnitud mayor que en otros trabajos similares, lo que garantiza un proceso de decodifican mucho más sólido y generalizado.
DESAFÍOS PENDIENTES
Sin embargo, aún hay dos desafíos a sortear. Primero, la duración limitada de los datos de entrenamiento contrasta con la gran cantidad de datos necesarios para modelos de aprendizaje profundo. Segundo, la variabilidad de la producción del habla, que abarca variaciones de velocidad, entonación y tono, lo que complica la representación del modelo.
Aun así, el equipo se enfocó en usar un sintetizador de voz único, desarrollado en su anterior investigación. Este sintetizador traduce una serie de parámetros interpretables del habla, incluyendo el tono, la frecuencia, el volumen, entre otros. Lo que hará que la voz suene natural. El sistema desarrollado aprovecha las arquitecturas de redes neuronales para decodificar señales neuronales en parámetros de voz que el sintetizador usa para producir el tono deseado.
El equipo desarrolló un proceso de entrenamiento de redes neuronales eficiente que funciona con datos de entrenamiento limitados, y comparó la efectividad de distintas arquitecturas de redes neuronales. El sistema puede producir un habla mucho más cercano a la voz real de los participantes del estudio, como se puede ver en el siguiente video. Una característica única y jamás vista.
UN HALLAZGO SIN PRECEDENTES
Pero lo más intrigante es el descubrimiento sobre la contribución del hemisferio derecho a la decodificación del habla. Tradicionalmente, el hemisferio derecho era eclipsado por el izquierdo, donde se asocia la mayoría de funciones del lenguaje. Sin embargo, a varios participantes solo les implantaron electrodos en el hemisferio derecho, lo que no proporcionó a los investigadores información sobre las actividades del hemisferio izquierdo.
Más importante aún es que todavía podían usar la información del hemisferio derecho para generar la decodificación precisa del lenguaje. Esto revela cómo el cerebro procesa y produce el habla en ambos hemisferios y abre nuevas posibilidades para intervenciones terapéuticas, especialmente para abordar trastornos del habla, como la afasia producida por daño en hemisferio izquierdo.
Además de sus hallazgos científicos, el estudio también ofrece un canal de neurodescodificación de código abierto, que facilita la elaboración y recopilación de los resultados dentro de la comunidad científica. Esto promueve la transparencia y acelera el progreso en el campo de la decodificación neuronal.
La implicación de los expertos para entender y buscar soluciones para las personas que tienen incapacidad de comunicarse por el habla ahora son mucho más importante y marcan un hito sin precedentes en la investigación de la misteriosa capacidad lingüística de la mente humana.
Cerebrodigital
