La comunicación directa neurona-dispositivo

Silicon Valley lleva ya algunos años trabajando en un nuevo proyecto revolucionario: la interfaz cerebro-ordenador. Es probable que pronto no necesitemos las manos o la voz para transmitir mensajes a largas distancias. Con el pensamiento y la voluntad será suficiente.

Tienes en tu mano el primer mensaje enviado directamente de mis neuronas

Esta es el mensaje que Dennis Degray envió a su amigo al móvil hace un par de años. “Acabas de hacer historia”, añadió.

Dennis pudo enviar este mensaje en 2016 porque estaba participando en el programa “BrainGate”, una investigación de varias instituciones americanas para desarrollar un nuevo ensayo en neurotecnología para reestablcer la comunicación, la movilidad y la autonomía de personas que han perdido la conexión con su cuerpo debido a alguna enfermedad neurodegenerativa, una parálisis o la pérdida de alguna extremidad. A Dennis le implantaron quirúrgicamente en la corteza motora de su cerebro (la parte del cerebro que controla el movimiento) unos electrodos de metal. Estos electrodos permitían que la actividad de sus neuronas se trasladara directamente a una acción. Tan solo imaginando que estaba moviendo el ratón con la mano conseguía mover el cursor y seleccionar las letras en la pantalla del ordenador. Tan solo con el poder de la mente también consiguió hacer compras por internet y mover un brazo robótico para apilar bloques.

Sin embargo, a pesar de las oportunidades que ofrece esta técnica, no todos son ventajas. Para empezar, es una técnica invasiva que precisa de efectuar una cirugía en el cerebro y el soporte sobresale en el cráneo. Por otra parte, cada electrodo tan solo almacenaba los registros de unas pocas neuronas. En su conjunto, el sistema solo almacenaba los estímulos de algunos centenares de neuronas del total de los 85.000 millones que se calcula que tengamos. Es tan solo una pequeña representación. Además, el cerebro responde al daño causado y regenera tejido alrededor del dispositivo por lo que se pierde progresivamente la calidad de la señal.

Sin embargo, en poco tiempo estas técnicas están mejorando a pasos agigantados. Actualmente se está trabajando en técnicas no invasivas que utilicen espectroscopía de infrarrojos y “stentrodes”. Los stentrodes utilizan un stent (un pequeño tubo de metal) que se coloca en las venas detrás del cuello.

Aun no tenemos ni idea de cómo trabaja el cerebro

A pesar de los grandes progresos en el estudio del cerebro, la ciencia está aún asomándose a los secretos del cerebro. Por ejemplo, ya se han caracterizado e ilustrado los primeros mapas de los miles de kilómetros de conexiones que las neuronas de un cerebro establecen entre ellas. Sabemos que se trata de redes neuronales muy bien organizadas que trabajan en grupos preferenciales. Las neuronas no “hablan” entre todas de manera aleatoria, sino que tienen su grupo de interlocutoras preferencial. Sin embargo, todavía no se sabe qué se dicen las neuronas entre ellas.

Por consiguiente, intentar descodificar la información neuronal para producir algo útil es un reto. Por el momento, una de las aplicaciones más obvias es la que ya ponen en práctica algunas compañías: la interfaz cerebro-ordenador para comunicar sin escribir. Esta técnica se podría extender a la comunicación cerebro-cerebro, cerebro-automóvil y optimización de la capacidad memorística. Por añadidura, las aplicaciones en el ámbito militar son evidentes.

¿Jackear el cerebro?

¿A quién pertenecen los datos del cerebro? La respuesta es evidente. A quien genera esos datos. Sin embargo, desde el momento en el que se empiece a permitir que se usen los datos generados por el cerebro, se abre también la puerta a nuevas formas de tratamiento de esos datos.

El jackeo del cerebro (del inglés “brainjacking”) puede empezar a convertirse en un tercer parámetro de control de esos datos. El jackeo podría permitir modificar el sistema sin el permiso del dueño de esos datos. De hecho, los marcapasos se han jackeado en el pasado.

¿Cómo asegurarnos de que la neurotecnología confiere los beneficios esperados en la calidad de vida sin que el proceso pueda inducir prejuicios? La pregunta está abierta y los sistemas políticos y sociales todavía tienen un margen de algunos años para poderlo resolver. Para los fines médicos, se espera la implementación en una década. Con fines no médicos en personas que deseen mejorar algunos aspectos cognitivos o emocionales, el periodo de tiempo puede ser algo mayor.

Alternativas a los implantes cerebrales

En julio de este año, investigadores de la Universidad de California mostraron el primer decodificador de un grupo de palabras y frases provenientes de la actividad cerebral en tiempo real. Se elaboró por electrodos por electrocorticografía (electrodos implantados en la corteza cerebral) con una intervención quirúrgica.

Lo siguiente será conseguirlo de manera no-invasiva por luz infrarroja. ¿Cómo? Explorando los cambios en los patrones establecidos en la oxigenación del cerebro. Cuando las neuronas tienen mayor actividad consumen más oxígeno y estos cambios en el consumo del oxígeno se pueden registrar y detectar por este tipo de luz.

La detección por luz cercana al infrarrojo es uno de los ejemplos que se pueden desarrollar para detectar y estimular la actividad cerebral. Este campo de la neurotecnología traerá sorprendentes hallazgos y resultados. Y los cíbor cerebrales no están lejos de ser realidad.