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Biomedicina

Un implante cerebral logra controlar un ordenador a distancia y sin cables

El transmisor inalámbrico podría darle a los paralíticos una forma práctica de controlar televisiones o sillas de ruedas con la mente

  • por Antonio Regalado | traducido por Lía Moya
  • 16 Enero, 2015

Foto: La interfaz cerebro-ordenador inalámbrica usa el transmisor que se muestra colocado sobre la cabeza.

Muy pronto algunos pacientes paralíticos podrían empezar a usar una interfaz cerebro-ordenador inalámbrica capaz de enviar sus pensamientos en forma de órdenes a la velocidad de una conexión de internet doméstica.

Tras más de una década de trabajo, investigadores de la Universidad de Brown (EEUU) y una empresa con sede en Utah (EEUU), Blackrock Microsystems, han comercializado un dispositivo inalámbrico que se puede colocar sobre el cráneo y enviar órdenes pensadas recogidas por un implante cerebral vía radio. Blackrock explica que solicitará la aprobación de la Agencia Estadounidense del Medicamento para el sistema, para que el mando a distancia mental se pueda probar en voluntarios, posiblemente este mismo año.

El dispositivo lo ha creado un consorcio llamado BrainGate que tiene su sede en la Universidad de Brown y fue de los primeros en colocar implantes en el cerebro de paralíticos para demostrar que las señales eléctricas emitidas por las neuronas dentro del córtex cerebral se pueden registrar y usar para dirigir una silla de ruedas o dirigir un brazo robótico.

Uno de los principales obstáculos para estos provocativos experimentos ha sido que los pacientes sólo pueden usar el aparato ortopédico con la ayuda de un equipo de ayudantes de laboratorio. Las señales del cerebro se recogen a través de un cable enchufado a un puerto implantado en su cráneo y se pasan a través de cables a un aparatoso montaje de procesadores de señales. "Usar este montaje en el hogar es inconcebible o cuando menos incómodo ya que el paciente está enganchado a un montón de equipo eléctrico", explica el profesor de ingeniería de Brown que ha dirigido el diseño y fabricación del sistema inalámbrico, Arto Nurmikko.

La nueva interfaz elimina gran parte de ese cableado al procesar los datos provenientes del cerebro dentro de un dispositivo que tiene el tamaño aproximado del tapón de gasolina de un coche.  Se engancha al cráneo y se conecta con electrodos implantados dentro del cerebro. Dentro del dispositivo hay un procesador para amplificar los débiles picos eléctricos que emiten las neuronas, circuitos para digitalizar la información y una radio para emitirla una distancia de unos pocos metros hasta un receptor. Ahí, la información está disponible como señal de control; por ejemplo para mover un cursor por la pantalla de un ordenador.

El dispositivo transmite datos desde el cerebro a una tasa de 48 megabits por segundo que es la velocidad aproximada de una conexión a internet doméstica, explica Nurmikko. Usa unos 30 milivatios de energía, una mínima parte de lo que usa un smartphone, y recibe su energía de una batería.

Los científicos ya han hecho prototipos de interfaces ordenador-cerebro antes y se han vendido algunos transmisores sencillos para investigación con animales. "Pero no existe ningún dispositivo con tantos inputs que emita megabits y megabits de datos. En esencia es un nuevo tipo de dispositivo", afirma la profesora adjunta de ingeniería biomédica de la Universidad de Michigan (EEUU), Cindy Shestek.

Aunque el implante puede transmitir el equivalente de unos 200 DVD de datos al día, no es mucha información comparada con lo que genera el cerebro al ejecutar hasta el más sencillo movimiento. De los miles de millones de neuronas en el córtex humano, los investigadores nunca han medido de forma simultánea más de unas 200. "Tú y yo usamos nuestro cerebro como máquinas de petabytes", explica Nurmikko. "Comparados con ese estándar, 100 megabits por segundo parece muy modesto".

Blackrock ha empezado a vender el procesador inalámbrico, que ha bautizado como Cereplex-W y cuesta unos 15.000 dólares (unos 12.000 euros) a laboratorios de investigación que trabajan con primates. Las pruebas en humanos podrían seguir muy pronto, según el profesor de la Universidad de Utah Florian Solzbacher, dueño y presidente de Blackrock. Los científicos de la Universidad de Brown planean probarlo en pacientes paralíticos pero aún no lo han hecho.

Actualmente una media docena de paralíticos, entre ellos algunos en las últimas fases de la esclerosis lateral amiotrófica están participando en ensayos de BrainGate usando la tecnología producida anteriormente por la empresa. En esos estudios, que se están llevando a cabo en Boston y California (ambos en EEUU), el implante que contacta con el cerebro es una pequeña agrupación de electrodos de silicio en forma de aguja. También lo vende Blackrock y se conoce como el agrupamiento Utah. Para establecer una interfaz cerebro-máquina, ese agrupamiento se introduce en el tejido del córtex motor del cerebro, donde sus puntas registran el patrón de disparos de 100 neuronas o más a la vez.

Los científicos han descubierto que esos diminutos picos de electricidad se pueden descodificar para producir una lectura relativamente precisa del movimiento que pretende hacer un animal o una persona. Descodificar esas señales ha permitido a cientos de monos así como a un número cada vez mayor de voluntarios paralíticos, controlar un ratón de ordenador o manipular objetos con un brazo robótico, a veces con una destreza sorprendente (ver Experimentar con los pensamientos).

Pero la tecnología de BrainGate nunca se convertirá en medicina de verdad hasta que no se simplifique muchísimo y sea más fiable. El módulo inalámbrico  es un paso en esa dirección. Con el tiempo, afirman los investigadores, toda la electrónica tendrá que implantarse dentro del cuerpo sin que haya cables que salgan de la piel ya que eso pueda dar lugar a infecciones. El año pasado los investigadores de Brown informaron de pruebas hechas con una interfaz completamente implantada, con la electrónica metida dentro de una caja de titano que se puede quedar sellada debajo de la piel. Ese dispositivo aún no se ha comercializado.

"Si lo pudieran meter debajo de la piel, entonces todo lo que se ve en los vídeos se podría hacer en casa", afirma Shestek, refiriéndose a las películas de pacientes que usan el control mental para mover brazos robóticos. "Ese cable que atraviesa la piel es la parte más peligrosa del sistema".

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