Inteligencia artificial y música para la recuperación de pacientes con ictus

El ictus es una de las enfermedades neurológicas más frecuentes y una de las principales causas de mortalidad y discapacidad. La mayoría de las personas que lo han sufrido permanecen con secuelas que afectan a su movilidad y a su capacidad para comunicarse a través del lenguaje. En este punto, la rehabilitación es clave para que puedan recuperar las habilidades que han perdido. Es un proceso complejo y largo que se ha convertido en diana para las nuevas tecnologías, precisamente, para hacerlo más accesible y efectivo. Un grupo de investigadores del Instituto de Inteligencia Artificial del CSIC, en colaboración con la Universidad de Helsinki (Finlandia), está utilizando inteligencia artificial aplicada al aprendizaje de habilidades musicales para la recuperación de pacientes con ictus.

Escuchar música, tocar un instrumento, cantar o bailar son actividades que requieren movimientos precisos y procesar información auditiva, visual, táctil y motora. En España, uno de los principales grupos de investigación en esta área, el liderado por el investigador Antonio Rodríguez-Fornells en la Universidad de Barcelona y adscrito al Idibell, lleva haciendo avances desde 2007. Pero se han encontrado con algunas limitaciones, la principal es que la rehabilitación con tareas musicales a veces es poco accesible para algunos pacientes, que tienen que seguir desplazándose al hospital varias veces a la semana.

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Al añadir a esta ecuación la inteligencia artificial se soluciona el problema. Ese es al menos el objetivo del grupo de investigadores del CSIC que ha aplicado la IA para poder llevar estas herramientas a casa de los pacientes con un tratamiento personalizado, dependiendo del tipo de secuelas que tenga cada paciente y de sus gustos musicales (los gustos son importantes porque influyen en la motivación). "Se trata de una herramienta de monitorización a distancia. Facilitamos a los pacientes un teclado móvil conectado a una tableta a la que tenemos acceso en remoto y de la que podemos recopilar información", explica Josep Lluís Arcos, investigador principal del proyecto.

En este caso, la inteligencia artificial permite hacer un seguimiento a distancia: el equipo médico puede ver las dificultades de cada persona. "Cuando tocan el teclado se generan secuencias y los algoritmos recopilan y analizan cuándo se pulsa, qué nivel de presión se ejerce sobre las teclas con cada dedo y por cuánto tiempo", explica Arcos. "Esto nos permite saber de forma mucho más exhaustiva cómo son las secuelas específicas que tiene cada paciente".

Al contar con estos datos, también pueden personalizar la rehabilitación de cada uno. "La IA identifica patrones que nos ayudan a organizar a los pacientes según sus dificultades. Conforme la base de datos vaya creciendo, también podremos predecir dónde habrá más dificultades y prescribir y proponer ejercicios más adecuados para cada uno", continúa Arcos. Tienen que asegurarse de que los ejercicios tienen la dificultad necesaria para que los pacientes puedan prosperar pero no tanta como para que se desanimen.

La motivación es uno de los puntos clave a la hora de obtener resultados. Y a veces es difícil encontrarla en pacientes de ictus. Los ejercicios musicales son efectivos pero requieren compromiso y al gamificar el proceso tocando instrumentos es más fácil que los pacientes estén más motivados para practicar a menudo. 

"Las mejoras se asocian a un cambio en la plasticidad cerebral", explica Arcos. La plasticidad es la flexibilidad que tiene el cerebro para adaptarse a los cambios, asimilar información nueva y reorganizarse. "Lo que la terapia con base musical tiene detrás es la capacidad de cambiar el cerebro de la gente que ha sufrido un ACV". ¿Cómo lo hace? Las tareas musicales son acciones físicas que tienen un feedback sonoro o auditivo instantáneo, lo que estimula las distintas áreas cerebrales y facilita la plasticidad. "Si haces ese mismo ejercicio con una pelota, no suena. No hay ningún feedback que impacte de vuelta en el cerebro".

En este momento, el proyecto se encuentra en la fase piloto: ya cuentan con pacientes que participan de forma voluntaria para comprobar si la infraestructura que han desarrollado funciona. En enero comenzarán el estudio en el que compararán a pacientes que realizan ejercicios musicales con otros que realizan movimientos de objetos pero sin música. Con esto, quieren comprobar hasta qué punto se hace el mismo progreso y si la música sirve como herramienta de rehabilitación desde casa.

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A lo largo de la historia, la música se ha utilizado en el tratamiento de diferentes enfermedades y se ha demostrado que puede estimular el procesamiento cognitivo e inducir cambios en la capacidad de adaptación del cerebro, especialmente en las áreas relacionadas con el procesamiento auditivo, el movimiento y la cognición, según la investigación When the brain plays music, publicada en la revista Nature.

Más concretamente en los ictus, la terapia con soporte musical tiene como objetivo mejorar la movilidad de los brazos a través de hacer ejercicios con diferentes instrumentos. Concretamente, "alrededor del 80% de los pacientes tiene dificultades para mover los brazos después de un accidente cerebrovascular", según datos facilitados por el equipo de investigación del CSIC. "Y estos problemas impactan directamente en su autonomía a la hora de realizar actividades diarias básicas, lo que disminuye su calidad de vida".  La recuperación de los problemas motores y la autonomía de la persona depende de la rehabilitación. En este sentido, "hay una necesidad creciente de diseñar y validar nuevas intervenciones terapéuticas que estén basadas en la evidencia científica".