Las interfaces cerebro-computadora son una de las tecnologías con mayor potencial de la actualidad. Desde conectar el cerebro de una persona parapléjica a sus dispositivos digitales para devolverles la capacidad de contestar emails, buscar la respuesta a las preguntas que quieran o ver videos para pasar el rato sin necesidad de pedírselo a otra persona, hasta el potencial de resolver parcial o completamente algunas de las enfermedades neurológicas más graves de la modernidad, como los trastornos mentales, la ansiedad, el Alzheimer y el Parkinson.
No son muchas las empresas que están en el rubro, pero las pocas que están en la vanguardia han desarrollado tecnologías de punta, con características tan distintivas como inimaginables hace unos treinta años. Ya habrán visto el vídeo del Mind Pong, en que un macaco juega el clásico videojuego Pong de manera telepática gracias al implante de Neuralink, la compañía de BCIs de Elon Musk, gracias al cual controla los comandos del juego mediante bluetooth con solo pensar en ellos. Esa fue la última demostración pública de los avances de Neuralink, pero algunas declaraciones de Elon Musk permiten pensar que la compañía ya suscribió su postulación a la FDA para realizar ensayos clínicos en humanos.
La resolución de esto podría ocurrir durante este año, al menos esa es la esperanza de Musk. Sin embargo, hay una empresa que se le adelantó, cuya interfaz fue implantada el 6 de Julio en un vaso sanguíneo del cerebro de un paciente que sufre de esclerosis lateral amiotrófica (ELA). La esperanza es que el paciente, que ha perdido la capacidad de moverse y hablar, pueda navegar por Internet y comunicarse por correo electrónico y texto simplemente pensando: el dispositivo traducirá sus pensamientos en órdenes enviadas a un ordenador.
Synchron, la empresa que ha desarrollado esta tecnología, ya ha implantado sus dispositivos en cuatro pacientes de Australia, que no han experimentado efectos secundarios y han podido realizar tareas como enviar mensajes de WhatsApp y hacer compras por Internet. El reciente procedimiento ha sido el primero que la empresa realiza en Estados Unidos. “Esta cirugía fue especial por sus implicaciones y su enorme potencial”, dice el Dr. Shahram Majidi, el cirujano neurointervencionista que la realizó.
Esta es una compañía fundada en 2012 por Tom Oxley y un equipo de pioneros, compuesto por ingenieros, neurólogos y otros especialistas de Alemania, Australia y Estados Unidos. La financiación inicial provino de La Agencia de Proyectos de Investigación Avanzada de la Defensa (DARPA) y el Departamento de Defensa (DoD) de Estados Unidos al laboratorio de la Universidad de Melbourne.
En una charla TED de 2018 el CEO de Synchron, presentó su visión sobre el potencial de las BCI y expresó lo que cree puede contribuir el dispositivo de Synchron en este nuevo rubro.
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“Hemos construido lo que creemos es la tecnología de interfaz neuronal más avanzada hasta el momento, y tiene el potencial de cambiar vidas de un modo que ni siquiera se pensaba posible hace cinco años. Así que tomamos una decisión. El control de extremidades robóticas es un problema que necesita solución y lo será, pero la tecnología no está aquí todavía, pero el aumento de la comunicación vendrá primero, esta forma de telepatía digital será el primer uso de esta tecnología de interfaz cerebral y le dará voz a personas que están paralizadas, que han perdido su habilidad para moverse y hablar.”
Oxley cree que el mayor obstáculo actual para el progreso de las BCI es el tipo de sensor, que antes de Synchron se dividía en dos opciones: invasivos, como el Utah Array y Neuralink, o no invasivos, como los cascos con electrodos de Kernel.
Synchron inauguró una tercera opción, algo así como la vía media entre las dos anteriores. Su dispositivo no se implanta en el cerebro. En cambio, los médicos introducen el dispositivo -un Stentrode, o conjunto de electrodos montados en una endoprótesis- a través de la vena yugular del cuello para que pueda serpentear hasta los vasos sanguíneos del cerebro, donde puede registrar las señales eléctricas.
El dispositivo puede ayudar a los pacientes que han perdido la capacidad de usar los brazos a mover los cursores digitales de sus ordenadores portátiles. Synchron ya había implantado su Stentrode en pacientes de Australia, país que parece tener una legislación más flexible sobre que se puede implantar en tu cerebro y de qué manera. En 2020, la FDA concedió al stentrode™ la designación de dispositivo innovador. En 2021, Synchron se convirtió en la primera empresa en recibir un IDE de la FDA para llevar a cabo ensayos con una BCI de implantación permanente. Ahora ya tienen a su primer paciente en Estados Unidos.
En Estados Unidos hay políticas más cautelosas en torno a este tipo de procedimientos que Australia, y han sido necesarios años de trabajo para que Synchron reciba el visto bueno de la Administración de Alimentos y Medicamentos (FDA). El paciente estadounidense es el primero de un ensayo de seis personas y 10 millones de dólares financiado por los Institutos Nacionales de Salud y dirigido por Douglas Weber, profesor de ingeniería mecánica de la Universidad Carnegie Mellon, y David Putrino, director de innovación en rehabilitación de Mount Sinai.
La tecnología sigue en sus primeras fases de desarrollo y el ensayo se centra más en cómo reacciona el cuerpo humano al implante y en la claridad de las señales cerebrales que en las funciones que una persona puede realizar con el dispositivo. Al tratarse de un dispositivo pionero lo primero es conseguir que el cuerpo lo reciba sin tratarlo como un agente nocivo.
El stentrode, colocado en el córtex motor, utiliza 16 electrodos para monitorizar la actividad cerebral y registrar el disparo de las neuronas cuando una persona piensa. La intensidad de la señal mejora con el tiempo, ya que el dispositivo se funde más profundamente en el vaso sanguíneo y se acerca a las neuronas. Se utiliza un programa informático para analizar los patrones de los datos cerebrales y hacerlos coincidir con el objetivo que la persona intenta alcanzar. Un proceso de traducción de impulsos eléctricos similar al que realizan otras BCI como el de Neuralink.
La comunidad de las BCI, especialmente aquellos implicados en las empresas que desarrollan estos implantes, a veces exageran el potencial de sus usos prácticos y luego acaban teniendo limitaciones prácticas que impiden su uso generalizado. En vista de ello, el paciente estadounidense pidió el anonimato y se negó a hablar de la operación para no promocionar el dispositivo Synchron antes de experimentar sus pros y sus contras.
Si bien el método singular que ha desarrollado Synchron logra reducir los riesgos que implica una operación a cráneo abierto con implantación directa del dispositivo en el cerebro, su tecnología aún posee un hándicap en contraste a Neuralink. Esta es la limitada capacidad de cálculo del Stentrode, lo que implica que el dispositivo no puede traducir frases enteras. Más bien, el paciente con el implante elige letras una a una en una pantalla, y la tecnología convierte esos pensamientos “sí o no” en órdenes. Esta limitación se agranda si consideramos que el Stentrode se coloca en un vaso sanguíneo, por lo que sus electrodos no están tan cerca de las neuronas como los implantes desarrollados por Neuralink, lo que hace que su señal sea menos clara.
Pese a estas limitaciones, los médicos e investigadores creen que la tecnología de Synchron podría suponer importantes avances en la forma en que las personas con discapacidades graves se desenvuelven en su vida cotidiana. “Uno de los secretos desconocidos de las tecnologías de implantes cerebrales que se han ensayado en las dos últimas décadas es que nunca se han traducido realmente en un uso doméstico independiente”, afirma Putrino. A diferencia de las personas que han sido implantadas con el dispositivo Utah array, los pacientes australianos de Synchron utilizan los dispositivos en sus propios hogares. Esta es la misma meta que aspira cumplir Neuralink, una BCI que pase desapercibida y funcione correctamente mientras uno se desenvuelve en su vida cotidiana.
El Dr. Tom Oxley, oriundo de Australia y con un doctorado en neurociencia, que sigue siendo el director ejecutivo de Synchron, pretende implantar hasta 16 stentrodes en el próximo año, ya que su empresa quiere ir más allá del estudio de los NIH y avanzar en los ensayos para su revisión por la FDA. Aunque muchos de los primeros implantes se destinarán a pacientes con esclerosis lateral amiotrófica (ELA), se cree que la tecnología también debería beneficiar a personas que han sufrido accidentes cerebrovasculares y lesiones medulares, o que padecen esclerosis múltiple, entre otras afecciones.
Oxley confía que gracias a la implantación del primer dispositivo en un paciente norteamericano la comunidad médica y el público comprendan que este procedimiento es escalable y tan fácil de realizar como la implantación de un marcapasos. Cree que gracias a esto han “roto esta barrera y que la gente lo entiende”. Siendo la barrera la idea de estar dispuesto a recibir un implante cerebral, que comúnmente se asocia a cirugías mucho más invasivas y riesgosas.
En su última charla Ted, hace solo un mes, Oxley presentó el Stentrode al público, mientras comentaba sus avances en el desarrollo de esta tecnología y el permiso que habían recibido por parte de la FDA para implantar al primer paciente norteamericano con uno de sus dispositivos.
[Ver desde 7:18 a 8:48]
“Llamamos a esto el Stentrode. Graham Felstead, un increíble ser humano que sufre de ELA, se convirtió en la primera persona del mundo en recibir y utilizar una de estas interfaces cerebro-computador. Y él muy generosamente les ha ofrecido a ustedes, al mundo, la oportunidad de ver cómo se ve el interior de su cerebro. ¿Quieren verlo? [Público: “Sí.”] Ver este vídeo por primera vez fue uno de los momentos más increíbles de mi vida. Estaba de pie en el laboratorio de catéteres. El Dr. Ted Mitchell acababa de completar la cirugía y pueden ver el dispositivo, el contorno del dispositivo, allí, posado dentro del vaso sanguíneo. Así que esto apareció en la pantalla y se sentía como si estuviéramos presenciando algo nuevo en el mundo. Tuve hormigueos bajando por mi espalda, los tengo ahora mientras pienso en eso de nuevo. Me giré hacia mi colega Pete y le dije algo poético y profundo como: “Pete, santa mierda.” Y Luego, dos horas más tarde, algo incluso más sorprendente sucedió. Graham se despertó y preguntó: ¿Estoy vivo? Y nuestra enfermera Kristine lloró de alivio. Fue un momento fenomenal.”
A continuación, Oxley detalla cómo funciona en la práctica el Stentrode implantado en los vasos sanguíneos. Éste está conectado a una pequeña antena dispuesta bajo la piel del pecho, la que recolecta los datos en bruto que provienen de la actividad cerebral captada por los sensores del Stentrode y los envía fuera del cuerpo en forma inalámbrica para conectarse a dispositivos digitales como un celular o computadora.
Uno de los prospectos más esperanzadores que se desprenden del trabajo que ha realizado el equipo de Synchron con los pacientes es que al recolectar la actividad cerebral específica vinculada a movimientos particulares, como mover el pulgar, señalizar arriba o abajo con un cursor y concentrarse en una letra de un teclado, son procesos que se repiten de un cerebro a otro. Es decir, están conformando un diccionario cerebral que podría facilitar la masificación de las BCI, ya que las neuronas del cerebro asociadas al movimiento del pulgar o la señalización de las teclas son las mismas en todos nosotros.
Esto facilitará a la larga no solo el trabajo de Synchron, sino también de Neuralink y otras compañías que desarrollan este tipo de tecnologías. También será el camino para construir una biblioteca de la actividad cerebral accesible a los neurólogos e investigadores que tratan de decodificar cómo funciona el cerebro, posibilitando una nueva era para la neurociencia. El potencial de esta tecnología está apenas en su infancia y más adelante Oxley confía en que las BCI puedan remediar enfermedades tan graves como la demencia, el Parkinson o la epilepsia, pero por ahora el objetivo principal es devolverle la libertad digital a pacientes como Graham, y otros que sufren de ELA, logrando que puedan comunicarse de nuevo con sus seres queridos. Esto, por sí solo, ya es un gran paso adelante, no solo un consuelo, sino que un retorno a la vida.
