Hacia la restauración de los movimientos articulares: estimulación eléctrica funcional de los músculos orofaciales

 

Las interfaces de voz silenciosas (SSI, [1]) están diseñadas para permitir a los usuarios realizar comunicaciones habladas en ausencia de una señal de voz acústica inteligible en el aire. Los ejemplos comunes de SSI incluyen la decodificación de voz, es decir, la transformación en texto y la síntesis directa de voz a partir de señales biológicas relacionadas con la voz [2]. Los SSI son particularmente adecuados para personas sin discapacidades físicas que utilizan técnicas que registran la actividad muscular orofacial a través de la electromiografía de superficie y la cinemática de la lengua a partir de mediciones de ultrasonidos de la cavidad oral [5] y la articulografía de imán permanente [6].

Sin embargo, las personas con deficiencias neuromotoras severas debido a un derrame cerebral, traumatismo craneal, infección o inflamación del nervio facial, las observaciones en la periferia pueden no ser suficientes, dejando solo la medición de la actividad cerebral para proporcionar las señales necesarias para una prótesis de habla. Estudios recientes muestran que es posible la decodificación de las características articulatorias y segmentarias de los registros intracraneales de la actividad cerebral (ver [7], [8] para una revisión), así como la síntesis del habla de invasivo [9], [10] y no invasivo [11] grabaciones de actividad neuronal.

En el dominio de las extremidades motoras, las prótesis neurales han evolucionado desde el control de los brazos robóticos hacia la estimulación eléctrica funcional (FES) controlada por el cerebro que permite alcanzar y agarrar los movimientos de un paciente con tetraplejia utilizando su propio brazo [12]. La estimulación dirigida de la médula espinal incluso se ha utilizado para restaurar la capacidad de caminar [13]. Prevemos que la producción del habla, como una forma de control motor complejo, puede extraerse de estas nuevas áreas de investigación de FES para restaurar los movimientos de la musculatura orofacial. En particular, la estimulación dirigida de la musculatura orofacial hará que el articulador vocal cambie de configuración y produzca cambios apropiados en la producción acústica del habla (por ejemplo, la estimulación del músculo zigomático mayor retraerá los labios como en la vocal [i]).

T. Schultz et al., "Towards Restoration of Articulatory Movements: Functional Electrical Stimulation of Orofacial Muscles," 2019 41st Annual International Conference of the IEEE Engineering in Medicine and Biology Society (EMBC), Berlin, Germany, 2019, pp. 3111-3114, doi: 10.1109/EMBC.2019.8857670.