Ciencia

Neurograins: los microchips cerebrales dan un gran paso adelante

Una constelación de chips inteligentemente distribuidos en el cerebro podría constituir la base de las interfaces cerebro-máquina del futuro.

La neuroingeniería es una de esas disciplinas que todavía están muy lejos de estar maduras, pero parecen tener un futuro brillante. Uno solo tiene que ver las reacciones provocadas por la interfaz cerebro-máquina (BCI) de Neuralink para estar convencido. Recientemente, es un equipo de Boston el que se ilustró con una nueva propuesta.

A diferencia de la mayoría de los sistemas actuales, incluido el de Elon Musk, este no se basa en un solo implante. En cambio, se basa en microchips llamados «neurogranos”. Estos están destinados a colocarse en los tejidos del cerebro en grandes cantidades. Una vez en su lugar, estos objetos del tamaño de un grano de sal se encargarán de recolectar y transmitir señales en un área más grande que los sistemas actuales.

Hasta ahora, este sistema se ha probado en roedores inconscientes. Después de quedarse dormidos, se sometieron a una craneotomía que permitió a los investigadores colocar 48 neurogranos en la superficie del órgano. El dispositivo se completa con un parche adherido directamente al cuero cabelludo del animal. Esto actúa como un relé entre los beans y también permite que se recarguen de forma remota.

© Lee y. Alabama.

Gracias a este dispositivo, los investigadores lograron registrar un «Actividad cortical espontánea» en sus pacientes anestesiados. Sin embargo, según los investigadores, la señal era de muy mala calidad; pero es, sin embargo, una prueba de concepto muy alentadora, que en sí misma demuestra la viabilidad del concepto. Y esta información es todo menos anecdótica.

Una constelación de chips cerebrales

Porque, tal como están las cosas, todas las BCI sufren más o menos del mismo defecto: solo analizan una pequeña muestra del cerebro. Wired cita la matriz de Utah, por ejemplo. Este viejo neurochip sigue siendo el más utilizado en la investigación en la actualidad. Pero tan poderoso como es, solo puede monitorear unos pocos cientos de neuronas vecinas, en un Zona muy localizada.

Utah Array, un chip de 100 microelectrodos capaz de registrar la actividad de las neuronas vecinas … pero no de todo el cerebro. © Seung-Jae Kim

Esto es un límite considerable. Porque en teoría, estas interfaces están destinadas a jugar con procesos complejos que llegan hasta la memoria y la conciencia. Sin embargo, también sabemos que estos procesos no tienen lugar por completo en la misma área localizada del cerebro. Son el resultado de un conjunto completo de señales, a menudo de diferentes áreas del cerebro.

Por lo tanto, para lograr sus objetivos, los investigadores deben pasar de un sistema localizado a un sistema global; este es precisamente el objetivo de los neurogranos. Un sistema que recuerda algo a los cables Neuralink, excepto que todos los sensores están aquí independiente. En teoría, sería posible cubrir todo el cerebro. En definitiva, el objetivo sería implantarlos también en profundidad, para monitorizar el cerebro a escala sistémica. En definitiva, un sistema mucho más completo y eficaz.

Según Florian Solzbacher, jefe de la empresa detrás de Utah Array, esta también es una buena noticia desde el punto de vista de la aceptación de los implantes. «Cuanto más encoja un objeto, menos probable es que el sistema inmunológico lo detecte como un objeto no propio.”, Explica en una entrevista con Wired.

Todavía límites considerables

Por tanto, es un avance considerable en el microcosmos de las BCI. Pero tendremos que esperar un poco para verlo implementado. De hecho, este enfoque todavía adolece de muchas limitaciones.

Al principio, las primeras pruebas se realizaron únicamente en roedores, que además estaban anestesiados. Por tanto, el primer paso será ver cómo reaccionan los roedores despiertos a la operación. Luego, los neurogranos se pueden probar en monos, antes de considerar un posible ensayo clínico en humanos.

Tal como está, esta técnica también permanece muy, muy invasivo. A diferencia del Neuralink de Elon Musk, por ejemplo, este enfoque implica una craneotomía grande; En esencia, esto significa que debe abrir el cráneo para colocar los neurogranos directamente allí. Para considerar aplicaciones concretas, será fundamental encontrar un enfoque más suave. También será necesario encontrar una solución para implantar los chips en las regiones profundas del cerebro.

© Lee y. Alabama.

E incluso una vez que se hayan superado todos estos obstáculos, los investigadores no estarán fuera de peligro. Tendrán que miniaturizar aún más los chips y resolver el problema de calidad de la señal. ¡Porque interpretar la cacofonía de señales transmitidas por decenas de chips para extraer información útil no es nada trivial!

Lo habrías entendido, no es mañana que trataremos una discapacidad motora o la enfermedad de Alzheimer con neurogranos. Pero esta es una prueba de concepto quien va sin duda para avanzar en esta disciplina a medio plazo. Por tanto, será muy interesante seguir el avance de este trabajo y el impacto que tendrá en todos los actores del sector.

El texto del estudio está disponible aquí.

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