La ingeniera eléctrica de Johns Hopkins, Mounya Elhilali, depende de fondos federales para ampliar los límites de cómo la tecnología puede mejorar la percepción humana
Con el apoyo de los Institutos Nacionales de Salud, Johns Hopkins ingeniero eléctrico e informático Elhilali Mounya está desarrollando un estetoscopio digital inteligente destinado a revolucionar el diagnóstico pulmonar, especialmente el diagnóstico pediátrico que ayudaría a prevenir los más de dos millones de muertes infantiles cada año causadas por infecciones respiratorias inferiores agudas, la principal causa de mortalidad infantil en todo el mundo.
La subvención de $2.3 millones fue otorgada en 2022 por el Instituto Nacional del Corazón, los Pulmones y la Sangre de los NIH a Elhilali, profesora de la Escuela de Ingeniería Whiting, y colegas de Johns Hopkins James West, un profesor de ingeniería eléctrica e informática, y Eric McCollum, profesor asociado de pediatría en la Escuela de Medicina Johns Hopkins.»Con el apoyo de NIH, estamos aplicando lo que aprendemos sobre cómo el cerebro filtra los sonidos en entornos ruidosos para crear herramientas más inteligentes que tienen un impacto real.»Elhilali MounyaProfesor, Departamento de Ingeniería Eléctrica e Informática
Es uno de varios proyectos potencialmente salvavidas que Elhilali está buscando para ayudar a las personas a sintonizar de manera más efectiva en un mundo ruidoso, no solo para conversaciones, sino también para los sonidos vitales utilizados para diagnosticar enfermedades y las señales que ayudan a las personas con problemas auditivos a navegar por su entorno.
«Con el apoyo de los NIH, estamos aplicando lo que aprendemos sobre cómo el cerebro filtra los sonidos en entornos ruidosos para crear herramientas más inteligentes que tienen un impacto real», dice Elhilali, quien también es fundadora de la universidad Laboratorio de Percepción de Audio Computacional (LCAP).
El estetoscopio digital inteligente tiene el potencial de ayudar en el diagnóstico de enfermedades respiratorias, donde la velocidad y la precisión pueden significar la diferencia entre la vida y la muerte para las personas de todo el mundo.
«Los estetoscopios tradicionales, aunque ampliamente utilizados, a menudo no son confiables debido a la interferencia del ruido, la necesidad de interpretación experta y la variabilidad subjetiva», dice. «Nuestra investigación introduce una nueva tecnología de escucha avanzada que combina inteligencia artificial con nuevos materiales de detección para hacer que los diagnósticos sean más precisos.»
Este estetoscopio avanzado utiliza un material especial que se puede ajustar para amortiguar o bloquear los ruidos de fondo, haciendo que los sonidos pulmonares sean más claros. También utiliza modelos de IA de las vías respiratorias y redes neuronales para analizar los sonidos respiratorios. Elhilali y su equipo entrenaron su algoritmo en más de 1,500 pacientes en Asia y África. Esta tecnología se está utilizando actualmente en estudios clínicos en Bangladesh, Malawi, Sudáfrica y Guatemala, así como en la sala de emergencias pediátricas en Centro de Niños Johns Hopkins.
Título de la imagen:Mounya Elhilali con el postdoc Alex Gaudio
Imagen crédito: Will Kirk / Universidad Johns Hopkins
Una versión del dispositivo, ahora llamada Feelix, ha recibido la aprobación de la FDA y está siendo comercializada por el spin-off de Baltimore Laboratorios Sonavi.
«Esta tecnología ya está teniendo un impacto», dice Elhilali. «Se está utilizando en clínicas rurales, unidades de salud móviles y grandes hospitales para ayudar a los servicios de emergencia y proveedores de atención médica de todo el mundo a proporcionar evaluaciones pulmonares rápidas y rentables, especialmente en áreas con acceso limitado a herramientas de imágenes como radiografías y ultrasonidos.»
Más allá de los diagnósticos médicos, la investigación de Elhilali explora cómo el cerebro procesa el sonido en entornos ruidosos, un fenómeno conocido como efecto de cóctel. Otro proyecto apoyado por los NIH abordó este problema utilizando una nueva teoría adaptativa de la percepción auditiva. Con el apoyo de la Instituto Nacional sobre el Envejecimientoelhilali exploró el papel de la plasticidad neuronal al permitir que nuestros cerebros se adapten al cambiante paisaje sonoro que nos rodea al equilibrar lo que nuestros sentidos escuchan y cuáles son nuestros estados mentales y de atención.
«Al incorporar conocimientos de la ciencia del cerebro, esta investigación examina la percepción auditiva en cerebros jóvenes y envejecidos y tiene el potencial de cerrar una brecha entre los audífonos tradicionales y los dispositivos auditivos verdaderamente inteligentes», dijo.
Más cobertura
El impacto de los recortes de financiación
Sin investigación—y el apoyo federal que hace posible—los avances científicos sufren, y los tratamientos que salvan vidas del mañana están en riesgo.
Elhilali está utilizando datos recopilados de grabaciones cerebrales de humanos y animales para comprender mejor cómo los circuitos cerebrales pueden aislar ciertos sonidos importantes del ruido de fondo. En un estudio reciente publicado en Naturaleza Comunicaciones Biologíaella y sus colegas descubrieron que cuando se enfoca en un hablante en particular, el cerebro realmente sincroniza su actividad para que coincida con las características de sincronización y sonido de esa voz, un mecanismo conocido como coherencia temporal.
«Este descubrimiento proporciona información crucial sobre la audición selectiva y tiene implicaciones significativas para mejorar la tecnología de reconocimiento de voz», dice Elhilali. «Al aplicar estos principios, los audífonos y dispositivos de comunicación futuros podrían diseñarse para filtrar mejor el ruido no deseado, beneficiando a las personas con desafíos de procesamiento auditivo.» Universidad de Hopkins News. D. L. Traducido al español
Contacto