La IA permite que un hombre lisiado escriba con solo pensar en la escritura a mano

Mediante Matthew sparkes

Una red neuronal artificial puede interpretar señales del cerebro de una persona que se imagina escribiendo con un bolígrafo y convertirlas en texto. El dispositivo convierte palabras con precisión a 90 caracteres por minuto, más del doble de la grabación anterior para la entrada con un sistema de seguimiento de la cabeza o los ojos.

Estos rastreadores permiten a las personas mover el cursor del mouse y escribir mensajes lentamente, pero Jaimie Henderson de la Universidad de Stanford en California dice que son muy codiciosos con el operador. "Si usa el seguimiento ocular para trabajar con una computadora, sus ojos están atados a todo lo que hace", dice. "No puedes mirar hacia arriba, mirar a tu alrededor ni hacer nada más. Tener ese canal de entrada adicional podría ser muy importante".

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Para resolver este problema, él y sus colegas implantaron dos pequeños conjuntos de sensores justo debajo de la superficie del cerebro de un hombre de 65 años que tiene una lesión en la médula espinal que lo dejó paralizado debajo del cuello desde 2007. Cada red de sensores pudo detectar señales de alrededor de 100 neuronas, una fracción de los 100 mil millones de neuronas estimados en el cerebro humano.

Mientras el hombre imaginaba escribir letras y palabras en una hoja de papel, las señales se transmitían a una red neuronal artificial. Krishna Shenoy, miembro del equipo, también de la Universidad de Stanford, dice que los sensores no se dirigen a neuronas exactas porque miles o millones pueden estar involucrados en el movimiento de la mano, pero con ambas matrices monitoreando alrededor de 200 neuronas, los datos contienen suficientes señales de redes neuronales artificiales para ser un intérprete confiable de señales cerebrales.

A menudo, una red neuronal se entrena con varios miles de datos de muestra, que en este caso sería una grabación de una señal cerebral mientras se escribe una determinada letra. Funciona bien cuando ya existen grandes conjuntos de datos o son proporcionados por sistemas automatizados, pero en este caso generar un archivo de este tamaño no era práctico, ya que el hombre habría tenido que pensar en escribir miles de cartas. En cambio, el equipo tomó ejemplos de señales provenientes del cerebro humano al escribir ciertas letras y generó copias adicionales con ruido aleatorio agregado para crear un conjunto de datos sintéticos.

El modelo creado por el equipo no será traducido por otra persona, ya que la red neuronal se entrena solo con los datos de un individuo, con sensores colocados en una ubicación no repetible.

Con este sistema, el hombre pudo escribir a 90 caracteres por minuto, acercándose al promedio de las personas de su edad que usan un teléfono inteligente, que es de 115 caracteres por minuto. La salida tuvo una precisión del 94,1%, que aumentó a más del 99% cuando se utilizó una herramienta de autocorrección.

Las interfaces cerebro-computadora anteriores podían interpretar señales grandes, como las de los movimientos de los brazos, pero hasta ahora no podían captarlas para movimientos finos y diestros como la escritura a mano.

El equipo espera aprovechar el trabajo para crear un decodificador de voz para alguien que ya no puede hablar, pero es probable que aún tenga las vías neuronales para hacerlo.

Referencia de la revista: Naturaleza, DOI: 10.1038 / s41586-021-03506-2