Los científicos han reconstruido con éxito ‘Another Brick in the Wall Part 1’ de Pink Floyd al decodificar la actividad cerebral de los pacientes que escucharon la canción mientras esperaban una cirugía cerebral. Se espera que la investigación algún día ayude a otorgar una voz más expresiva a quienes padecen parálisis y trastornos del desarrollo o neurológicos.

Los datos utilizado en el estudio fue capturado en 2008 y 2015 por una colección de 2379 electrodos que se conectaron directamente a los cerebros de 29 personas que esperaban una cirugía de epilepsia en el Centro Médico de Albany en Nueva York. Durante este tiempo, los pacientes escucharon pasivamente la canción clásica de Pink Floyd «Another Brick in the Wall, Part 1», con la esperanza de que los datos ayudaran a los investigadores a comprender mejor cómo el cerebro percibe la música.

Otro ladrillo en la pared #PinkFloyd pic.twitter.com/Zu3HDZ0zOn

— Pink Floyd (@Just_pinkfloyd) 14 de agosto de 2023

En un nuevo artículo publicado en la revista PLOS Biology, los científicos revelaron que pudieron decodificar con éxito la actividad eléctrica de la corteza auditiva para reconstruir una versión reconocible de la canción de Pink Floyd. La versión reconstruida de la canción, que se decodificó a partir de las lecturas de los electrodos y se volvió a codificar en una pieza musical reconocible mediante un programa de IA, se puede escuchar aquí.

«La decodificación de las cortezas auditivas, que están más cerca de la acústica de los sonidos, a diferencia de la corteza motora, que está más cerca de los movimientos que se realizan para generar la acústica del habla, es muy prometedora», explicó el becario postdoctoral Ludovic Bellier. de la Universidad de California, Berkeley, quien fue uno de los autores del nuevo estudio. «Le dará un poco de color a lo que se decodifica».

Un campo completamente nuevo para las interfaces cerebro-máquina

Los investigadores esperan que su trabajo ayude algún día en la creación de un sistema cerebro-habla que ayudaría a las personas que sufren de parálisis a comunicarse con una voz rica en elementos musicales como el estrés y la entonación, que ayudan a transmitir significado más allá del alcance de las palabras pronunciadas robóticamente. .

«A medida que avanza todo este campo de las interfaces cerebro-máquina, esto le brinda una forma de agregar musicalidad a los futuros implantes cerebrales para las personas que lo necesitan, alguien que tiene ELA o algún otro trastorno neurológico o del desarrollo incapacitante que compromete la producción del habla», explicó el coautor del estudio. autor Robert Knight, profesor de psicología en la Universidad de California, Berkeley.

“Te da la capacidad de decodificar no solo el contenido lingüístico, sino parte del contenido prosódico del habla, parte del afecto. Creo que eso es en lo que realmente hemos comenzado a descifrar el código».

Knight espera que los avances futuros en los sensores de registro cerebral permitan que dicho sistema funcione leyendo rápidamente las señales eléctricas desde el exterior del cráneo, en lugar de mediante electrodos colocados directamente en la superficie del cerebro a través de una cirugía invasiva, como es el caso actualmente.

Los investigadores también pudieron confirmar que el hemisferio derecho del cerebro humano está más involucrado con la percepción de la música que el lado izquierdo del cerebro, al tiempo que identificaron regiones que se ocupaban de la detección de ritmos musicales.

Anthony es un colaborador independiente que cubre noticias de ciencia y videojuegos para IGN. Tiene más de ocho años de experiencia cubriendo los últimos avances en múltiples campos científicos y no tiene tiempo para sus travesuras. Síguelo en Twitter @BeardConGamer

Hace varios años, la tía de Kevin DeMarco era una enfermera de quirófano que le preguntó a DeMarco, sabiendo que programaba robots para ganarse la vida, si había un robot que pudiera preparar equipos quirúrgicos. Después de investigar el problema con un colega en Georgia Tech, donde DeMarco trabajaba como miembro de la facultad de investigación, decidió dejar su puesto para crear el robot sobre el que una vez reflexionó su tía.

En esta búsqueda, DeMarco terminó siendo cofundador de RIF Robotics, una de las nuevas empresas en TechCrunch Disrupt Battlefield 200. Dirigido por DeMarco, Sergio García-Vergara y un tercer cofundador, Collin Farill, quien es diseñador industrial de oficio, RIF La robótica busca utilizar una combinación de IA y robótica para aliviar a los trabajadores de la salud de la carga de las tareas mundanas para que puedan concentrarse en el trabajo clínico.

El procesamiento estéril, la limpieza de equipos médicos, también es difícil para los técnicos que lo realizan, que tienen que pasar horas todos los días inspeccionando y limpiando herramientas. Algunos equipos requieren más de 100 pasos para desinfectarse y el ritmo en los hospitales ocupados puede ser implacable.

Los costos también pueden sumarse. Un estudio estima que solo 20 errores de instrumentos que terminan creando demoras en la sala de operaciones pueden costarle a un hospital hasta $3385. Extrapolando a un año, el costo para el hospital sería de unos $48,000, encontró la investigación.

RIF no se ocupa de la limpieza. Pero la startup afirma que su producto prototipo, que se desarrolló en menos de dos meses, puede ahorrar tiempo a los cirujanos al identificar, clasificar y manipular cuatro instrumentos diferentes y ensamblar una pequeña bandeja quirúrgica. Dos sistemas de aprendizaje automático, un sistema de segmentación de imágenes y un clasificador de objetos, entrenados en conjuntos de imágenes reales y sintéticas de herramientas quirúrgicas, ayudan a un brazo manipulador robótico a agarrar y mover los instrumentos.

“Los principales desafíos a los que se enfrenta la industria del procesamiento estéril son la falta de técnicos quirúrgicos experimentados, el seguimiento a nivel de instrumentos, la trazabilidad de infecciones y la trazabilidad de costos”, dijo DeMarco a TechCrunch en una entrevista. “Los fabricantes de dispositivos médicos están interesados ​​en saber cómo se usa y se degrada su equipo en el campo. Los datos a nivel de instrumento también les ayudarán a decidir dónde enviar a los representantes de ventas. Los hospitales están interesados ​​en los datos a nivel de instrumentos porque los ayudarán a operar de manera más eficiente al mejorar el seguimiento y la inspección de instrumentos. Actualmente, la mayoría de los hospitales solo realizan un seguimiento a nivel de bandeja, pero la industria quiere poder realizar un seguimiento a nivel de instrumento”.

Créditos de imagen: RIF Robótica

Los prototipos futuros podrán reconocer más herramientas y determinar si hay restos de «biocarga» (es decir, sangre y huesos) en las superficies de los instrumentos y evaluar la nitidez y el estado general de los instrumentos. Pero incluso en su forma actual, DeMarco cree que RIF ha construido un producto que usarían los hospitales.

“Tres hospitales de Atlanta y Asuntos de Veteranos están interesados ​​en nuestro producto”, dijo. “Tenemos un acuerdo de investigación y desarrollo colaborativo con Asuntos de Veteranos, que nos permite realizar descubrimientos de clientes y estudios piloto en sus instalaciones… [We’ll deploy] tres versiones alfa de nuestros sistemas en hospitales locales de Atlanta, donde ya tenemos conexiones existentes”.

Actualmente, RIF se está iniciando: DeMarco afirma que la empresa tiene una tasa de consumo de menos de $ 1,000 por mes. Pero el equipo no es ingenuo sobre el largo camino por recorrer. RIF busca una ronda previa a la inicial de deuda de $ 800,000 y espera contratar a un experto en la industria de dispositivos médicos después de que concluya la ronda. La empresa, que es previa a los ingresos, también espera requerir tres rondas de financiación y cerca de cuatro años antes de que alcance la rentabilidad.

Los cofundadores de RIF Robotics posan para una fotografía en batas. Créditos de imagen: RIF Robótica

También hay competencia de proveedores como RST Automation, que vende un sistema de organización e identificación de herramientas médicas semiautomatizado. Steris y R-Solution Medical, otros dos rivales, aunque no directos, están desarrollando robots para transportar y almacenar bandejas y equipos quirúrgicos.

DeMarco afirma que la solución de RIF es más capaz. Pero la prueba estará en el pudín: RIF tiene como objetivo convertir su prototipo en un producto fabricable para el otoño de 2023.

“La industria de la salud está hambrienta de innovación”, dijo DeMarco. “Nos estamos protegiendo de los posibles vientos en contra mediante el desarrollo de productos y soluciones que la industria y los usuarios finales solicitan directamente”.