Interfaz cerebro-ordenador inalámbrico

Los implantes cerebrales de hoy en día ya conectan el sistema nervioso con dispositivos electrónicos para ayudar a las personas con lesiones de médula espinal a recuperar algo de control motor. Pero usan cables.

Unos investigadores han estado trabajando durante años hacia el objetivo de lograr una tecnología que pueda algún día ayudar a las personas con parálisis a recuperar el uso de sus extremidades, y permitir a las personas con amputaciones usar sus pensamientos para controlar las prótesis e interactuar con ordenadores de ayuda, sin tener que depender de los cables. El objetivo se centra ahora en mejorar una interfaz cerebro-ordenador, un dispositivo implantado bajo el cráneo en la superficie del cerebro de un paciente. Este implante conecta el sistema nervioso humano a un dispositivo electrónico que puede, por ejemplo, ayudar a restaurar algún control motor en una persona con una lesión en la médula espinal, o a alguien con una enfermedad neurológica como por ejemplo la esclerosis lateral amiotrófica, también llamada enfermedad de Lou Gehrig.

La generación actual de estos dispositivos registra enormes cantidades de actividad neuronal, y luego transmite estas señales cerebrales a través de cables a un ordenador. Pero cuando los investigadores han tratado de crear interfaces inalámbricas cerebro-ordenador para hacer esto mismo, se necesitó tanta energía para transmitir los datos que los dispositivos generaron demasiado calor para resultar seguros para el paciente.

El equipo de Krishna Shenoy, Boris Murmann, Jaimie Henderson, Nir Even-Chen y Dante Muratore, de la Universidad de Stanford en California, Estados Unidos, ha demostrado cómo sería posible crear un dispositivo inalámbrico, capaz de recoger y transmitir señales neurales precisas, pero utilizando una décima parte de la energía requerida por los actuales sistemas con cables. Estos dispositivos inalámbricos se verían más naturales que los modelos con cables y darían a los pacientes más libertad de movimiento.

Un implante neural actual, que usa cables para transmitir información y recibir energía, colocado en una maqueta de cerebro. (Foto: Sergey Stavisky)

Los neurocientíficos del equipo identificaron las señales neurales específicas necesarias para controlar un dispositivo protésico, como un brazo robótico o el cursor de un ordenador. Los ingenieros del equipo diseñaron entonces los circuitos que permitirían que una futura interfaz inalámbrica cerebro-ordenador procesara y transmitiera estas señales cuidadosamente identificadas y aisladas, usando menos energía y haciendo así seguro el implante del dispositivo en la superficie del cerebro.

Para probar su idea, los investigadores recogieron datos neuronales de tres primates no humanos y de un humano participante en un ensayo clínico (BrainGate).

A medida que los sujetos realizaban tareas de movimiento, como el posicionamiento de un cursor en la pantalla de una computadora, los investigadores hicieron mediciones. Los resultados han validado su hipótesis de que una interfaz inalámbrica podría controlar con precisión el movimiento de un individuo registrando un subconjunto de señales cerebrales específicas para la acción, en vez de actuar como el dispositivo con cables y recoger las señales cerebrales en masa.

El siguiente paso será construir un implante basado en este nuevo enfoque y proceder a través de una serie de pruebas hacia el objetivo final. (Fuente: NCYT de Amazings)