Avance en neurociencia: un nuevo implante cerebral puede traducir dos idiomas simultáneamente

Un innovador implante neural ha permitido, por primera vez, que un hombre bilingüe con parálisis pueda comunicarse en ambos idiomas, español e inglés. Este avance, logrado mediante un sistema de inteligencia artificial (IA), ofrece nuevas perspectivas sobre el procesamiento del lenguaje en el cerebro humano. Los resultados se publicaron el 20 de mayo en la revista Nature Biomedical Engineering, lo que marcao un hito significativo en el campo de las neuroprótesis para la restauración del habla.

Edward Chang, neurocirujano de la Universidad de California en San Francisco (UCSF) y coautor del estudio, explicó: “Nuestro objetivo a largo plazo nunca ha sido solo reemplazar palabras, sino restaurar la conexión para las personas”. El implante, desarrollado por su equipo, está diseñado no solo para traducir el pensamiento en palabras, sino también para identificar y procesar dos idiomas.

Este desarrollo tiene su origen en una investigación previa de 2021, en la que los científicos implantaron electrodos en la corteza cerebral de un paciente para registrar la actividad neural y traducirla a texto en una pantalla. Sin embargo, en ese entonces, solo se lograba traducir los pensamientos en inglés. “Pancho”, el paciente protagonista, había aprendido inglés después de sufrir un derrame cerebral a los 20 años, pero su lengua materna era el español, el cual representa una parte esencial de su identidad.

Para superar esta limitación, el equipo de Chang, liderado por el estudiante de doctorado Alexander Silva, entrenó un sistema de IA pidiéndole a Pancho que intentara decir unas 200 palabras en ambos idiomas. Los esfuerzos de Pancho para formar cada palabra generaron patrones neuronales específicos que fueron registrados por los electrodos.

Uno de los hallazgos más notables es que las respuestas neurológicas de Pancho no diferían mucho de las de personas que crecieron siendo bilingües, a pesar de que él aprendió inglés en la edad adulta. Según los investigadores, esto sugiere que las lenguas podrían compartir algunas características neurológicas comunes, lo que abre la posibilidad de que la tecnología de traducción de implantes pueda ser aplicable de manera más general.

El nuevo sistema consiste en dos módulos, uno para cada idioma. Cada módulo intenta coincidir con los datos neuronales de la primera palabra de una frase en sus respectivos idiomas. Luego, un algoritmo de IA predice las palabras siguientes basándose en probabilidades. Por ejemplo, el módulo en español podría calcular una probabilidad del 50% de que la actividad neural corresponda a la palabra “trabajo”, mientras que el módulo en inglés podría evaluar un 80% de probabilidad de que sea la palabra “they”.

Sergey Stavisky, neurocientífico de la Universidad de California en Davis, que no participó en el estudio, analizó el proyecto: “Este nuevo estudio es una contribución importante para el campo emergente de las neuroprótesis de restauración del habla”. Aunque el estudio solo incluyó a un participante, Stavisky cree que la estrategia podría mejorar considerablemente su precisión en el futuro, cuando se combine con otros avances recientes.

Los módulos desarrollados por el equipo de Chang pudieron distinguir entre inglés y español basándose en la primera palabra con una precisión del 88% y decodificaron la frase correcta con una precisión del 75%. Eventualmente, Pancho pudo participar en conversaciones espontáneas con el equipo de investigación, utilizando las mejoras del implante. “Después de la primera vez que formamos una de estas frases, hubo unos minutos en los que simplemente sonreíamos”, afirmó Silva.

Sorprendentemente, los datos mostraron que la actividad cerebral específica para español e inglés se superponía en gran medida, contradiciendo estudios anteriores que sugerían que diferentes idiomas activan diferentes regiones del cerebro. Chang añadió: “Los idiomas que una persona habla están muy vinculados a su identidad”.

El equipo de investigadores también explorará la posibilidad de aplicar este tipo de tecnología a otros idiomas con características articulatorias muy diferentes al inglés, como el mandarín o el japonés. “Idealmente, queremos dar a las personas la capacidad de comunicarse de la manera más natural posible”, puntualizó Silva.

El avance en esta investigación apunta a la creciente viabilidad de dispositivos que podrían restaurar el habla multilingüe en individuos que no pueden comunicarse verbalmente. Con más práctica y desarrollo, estos sistemas podrían permitir a una mayor cantidad de personas reconectar con su entorno y restaurar una parte crítica de su identidad personal a través del lenguaje.