[This is a translation of a post by Kortny Rolston published in Boing Boing: “Words in the mouth: device lets you hear with your tongue”]
Investigadores de la Colorado State University están mapeando lenguas humanas con la esperanza de enseñar a la lengua a escuchar a través de un nuevo dispositivo.
En el futuro, quienes sufran perdidas de oído sustanciales ya no necesitarán que un médico les haga una intervención quirúrgica para implantarles dentro de la oreja un dispositivo coclear que restaure su sentido de la escucha.
Si los investigadores de la Colorado State University tienen éxito, los afectados de sordera solo tendrán que ponerse un aparato en la boca. Un equipo de ingenieros y neurocientíficos está desarrollando un dispositivo de escucha que prescinde de las orejas y coloca los sonidos en la boca.
Esta tecnología se basa en un auricular Bluetooth que detecta el sonido y envía impulsos eléctricos a un aparato con electrodos que al presionarlo sobre la lengua permite «escuchar».
«Es mucho más sencillo que pasar por una cirugía y será mucho más económico que los implantes cocleares», comenta John Williams, profesor asociado en el Departamento de Ingeniería Mecánica y director del proyecto.
Descubriendo su propia voz
Williams tuvo la idea de este dispositivo durante lo que él mismo llama una «crisis de investigación de mediana edad».
Este ingeniero mecánico ha dedicado la mayor parte de su carrera a diseñar y construir sistemas de propulsión eléctrica para viajes espaciales. Aunque le encanta ese trabajo y sigue realizando investigaciones en ese campo, Williams afirma que muchos de los mayores retos ya están superados.
«Ahora la NASA usa propulsión eléctrica en el espacio», explica. «Todavía hay trabajo que hacer para optimizar la tecnología, pero ya hemos conseguido lo que nos proponíamos»
Williams quería ampliar su investigación y empezó a interesarse en la neurociencia y la sustitución sensorial —entrenar el cerebro para recibir información desde otra fuente (el lenguaje de signos y el braille son ejemplos de sustitutos sensoriales).
Más o menos en la misma época, Williams empezó a sufrir de tinitus, un pitido agudo, constante, en sus oídos. Sus largos años trabajando con los potentes sistemas de vacío usados para simular las condiciones del espacio mermaron su habilidad para escuchar frecuencias altas.
Esa diagnosis lo llevó a investigar los implantes cocleares y las ventajas y desventajas de ese tipo de dispositivos.
Williams estudió toda la información a su alcance y después de un tiempo tropezó con su nuevo proyecto de investigación: Escuchar con la lengua.
La lengua contiene miles de nervios y la región del cerebro que interpreta las sensaciones táctiles recibidas a través de la lengua es capaz de decodificar información muy compleja.
«Lo que estamos intentando hacer es encontrar otra forma de sustitución sensorial», afirma Williams.
Escuchar con la lengua
Al contrario que los audífonos, que amplifican el sonido, los implantes cocleares evitan las zonas dañadas del oído y estimulan el nervio auditivo directamente.
Unos micrófonos colocados en el exterior de la oreja detectan los sonidos y los envían a un procesador de habla, que analiza la información y la transmite al receptor, donde son convertidos a impulsos eléctricos. El implante envía esos impulsos directamente al nervio auditivo. Con entrenamiento, el cerebro aprende a reconocer esos impulsos como información sonora útil.
El dispositivo USC funciona de manera parecida, pero los impulsos eléctricos son enviados a través de Bluetooth a una pieza para la boca, similar a un aparato para los dientes, repleta de electrodos. Cuando el usuario presiona la lengua contra el dispositivo, siente un patrón claro de impulsos eléctricos en forma de cosquilleo o vibración.
La idea es que, con entrenamiento, el cerebro aprende a interpretar patrones concretos como palabras, permitiendo «escuchar» con la lengua.
El concepto no es tan disparatado como suena de entrada.
Los expertos en fonética pueden identificar palabras concretas a partir de la serie de líneas negras de un sonograma, y la gente que ha perdido la vista puede aprender a «leer» otra vez a través del braille.
La creencia de que el cerebro humano «entra» en la edad adulta y ya no puede cambiar cómo recibe e interpreta la información es errónea, tal y como explica Leslie Stone-Roy, asistente del profesor en la Facultad de Ciencias Biomecánicas y Medicina Veterinaria:
«Nuestro cerebro es realmente flexible, incluso de adultos. Ahora sabemos que es capaz de cambiar y de adaptarse a los cambios de la información que recibe, especialmente de los estímulos importantes para el individuo».
Mapeando la lengua
Williams y J. J. Moritz, un licenciado de la CSU, han pasado el último año construyendo y probando prototipos de esta tecnología. Sus primeros resultados fueron tan prometedores que presentaron una pantente provisional para la tecnología y fundaron Sapien LLC, una start-up, para ayudar a avanzar la investigación.
No obstante, todavía queda mucho trabajo por hacer para perfeccionar y mejorar la tecnología de escucha-a-través-de-la-lengua. La pieza para la boca repleta de electrodos es un buen ejemplo.
Como ingenieros, Williams y Moritz saben cómo introducir electrodos en un espacio pequeño, pero no necesariamente dónde deberían colocarlos en la pieza bucal para que la lengua capte los patrones más claros.
Por esa razón pidieron a Stone-Roy, una neurocientífica que estudia los receptores del gusto de la lengua, que se uniese al proyecto.
Stone-Roy está ayudando a Moritz y Williams a determinar qué partes de la lengua detectan los impulsos eléctricos y si esas zonas son constantes en todas las personas. Han iniciado un nuevo estudio en el que los participantes se colocan una matriz de electrodos en la boca e informan sobre dónde sienten los impulsos y lo intensos que son.
«Básicamente, estamos mapeando los nervios de la lengua», comenta Stone-Roy. «No existe mucha información sobre los nervios de la lengua y su capacidad para sentir impulsos eléctricos».
Los resultados son importantes. Si los patrones de los nervios son universales, la pieza para la boca puede ser estándar, con los electrodos colocados en las áreas receptoras clave que tiene todo el mundo.
En caso contrario, habrá que personalizar el dispositivo para cada usuario, o para subpoblaciones específicas, lo que afectará al coste de la tecnología.
¿Por qué un dispositivo nuevo?
Williams y su equipo creen que, una vez refinada, su tecnología podría dar un giro importante al mundo de los audífonos.
Aunque los implantes cocleares están considerados como la prótesis médica más exitosa del mundo, están lejos de ser perfectos.
Los médicos insertan los aparatos en la estructura del oído, cerca del nervio auditivo. El procedimiento quirúrgico implica ciertos riesgos y puede provocar daños adicionales en las células sensitivas del oído interno que transmiten el sonido al nervio auditivo.
Los implantes cocleares no son aptos para todo el mundo, y funcionan mejor en pacientes jóvenes, como niños, con pérdidas de escucha parciales. Para que los implantes funcionen, el candidato debe tener el sistema auditivo intacto.
Treinta años después de que la U.S. Food and Drug Administration aprobase su utilización, siguen siendo dispositivos caros. En Estados Unidos, el paciente tiene que pagar como mínimo 100.000 dólares (unos 87.500 euros) por las pruebas, el implante, la cirugía y la terapia posterior.
«Los implantes cocleares son muy efectivos y han transformado muchas vidas, pero no todo el mundo es un candidato ideal», dice Williams. «Creemos que nuestro dispositivo será igual de efectivo, apto para mucha más gente y más barato».
Sobre el autor
Kortny Rolston es especialista senior en comunicaciones científicas en la Colorado State University.
CC BY-NC-SA
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