Una neuroprótesis de habla de alto rendimiento

Área de la Ciencia:

• La neurociencia
• Ingeniería biomédica
• Tecnología de rehabilitación

Sus antecedentes:

• Las interfaces cerebro-ordenador (BCI) ofrecen una vía de comunicación potencial para las personas con parálisis severa.
• Las IC del habla existentes tienen limitaciones en la precisión y el tamaño del vocabulario, lo que dificulta la comunicación efectiva.
• La esclerosis lateral amiotrófica (ELA) afecta progresivamente el habla, lo que requiere tecnologías de asistencia avanzadas.

Objetivo del estudio:

• Desarrollar y evaluar un BCI de alto rendimiento de voz a texto utilizando grabaciones de microelectrodos intracorticales.
• Para evaluar la precisión y la velocidad del BCI en la decodificación del intento de habla de un participante con ELA.
• Investigar los principios de codificación neuronal relevantes para el desarrollo del BCI del habla.

Principales métodos:

• Utilizó matrices de microelectrodos intracorticales para registrar el aumento de la actividad neuronal durante el intento de hablar.
• Desarrolló algoritmos de decodificación para traducir señales neuronales en texto.
• Evaluación del rendimiento utilizando tasas de error de palabras en diferentes tamaños de vocabulario y velocidad de decodificación medida.

Principales resultados:

• Logró una tasa de error del 9,1% en un vocabulario de 50 palabras, una mejora de 2,7 veces con respecto al estado de la técnica anterior.
• Demostró la primera decodificación exitosa de vocabulario grande (125.000 palabras) con una tasa de error de palabra del 23,8%.
• Alcanzó una velocidad de decodificación de 62 palabras por minuto, 3.4 veces más rápido que los registros anteriores.

Conclusiones:

• Las grabaciones neuronales de alta resolución permiten una decodificación precisa y rápida del habla a través de BCIs.
• El código neural para el habla contiene características que facilitan la decodificación robusta incluso después de una parálisis prolongada.
• Esta tecnología BCI presenta un enfoque viable para restaurar la comunicación para las personas que no hablan.