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Este nudo de microcables con forma de arbusto desarrollado por la 'start-up' Paradromics ofrece una nueva estrategia para registrar el cerebro desde dentro

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Este 'cepillo' de microalambres intentará devolver a la gente los sentidos perdidos

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Una 'start-up' va a recibir 16 millones de euros del Gobierno de EEUU para investigar una tecnología inventada en Moldavia en la década de 1960 que podría ser capaz de registrar la actividad de decenas de miles de neuronas de forma simultánea

  • por Adam Piore | traducido por Teresa Woods
  • 21 Julio, 2017

Hace unos años, esta afirmación de Matt Angle podría haber sonado excéntrica: lleva años insistiendo en que la clave para resolver uno de los desafíos más difíciles de la neurociencia es una tecnología inventada durante la década de 1960 en la pequeña nación de Moldavia.

Pero a día de hoy, resulta mucho más difícil ignorar su punto de vista. El Departamento de Defensa de Estados Unidos ha seleccionado la pequeña empresa de Angle, Paradromics Inc., para liderar uno de los seis consorcios financiados con 57 millones de euros para desarrollar tecnologías capaces de registrar un millón de neuronas individuales simultáneamente dentro de un cerebro humano.

Grabar un número tan elevado de neuronas es un proceso esencial en el camino para llegar a crear una conexión de datos entre el cerebro humano y los ordenadores, sin fisuras y de alto rendimiento. Un enfoque que incluso serviría para restaurar los sentidos perdidos.

Ese objetivo ha salido mucho en las noticias últimamente. En abril, el emprendedor de coches eléctricos y cohetes Elon Musk anunció que respaldará una empresa de 90 millones de euros especializada en las interfaces cerebro-máquina llamada Neuralink. Poco después, Facebook hizo público que había comenzado a trabajar en un dispositivo para transcribir el pensamiento a texto escrito para que la gente pueda enviar correos electrónicos y actualizar sus redes sociales en silencio.

Los anuncios generaron grandilocuentes titulares en todo el mundo pero también escepticismo, ya que ni Musk ni Facebook dieron detalles sobre cómo pensaban hacerlo (ver Musk no inventará la telepatía en una década, pero puede que sí más tarde).

Ahora los contratos federales, concedidos por el brazo de investigaciones ambiciosas del Gobierno de EEUU, DARPA, sugieren qué innovadoras tecnologías podrían conseguir "módem cerebral". Los documentos incluyen circuitos flexibles que pueden ser colocados en capas sobre el cerebro, "neurogranos" inalámbricos de tamaño de grano de arena y microscopios holográficos capaces de observar miles de neuronas a la vez. Otros dos proyectos tienen como objetivo restaurar la visión con diodos emisores de luz que cubren la corteza cerebral del cerebro.

Las interfaces cerebro-computadora transmiten información del cerebro usando la electrónica. Aquí, un primer plano muestra cómo los cables en miniatura se unen entre sí para crear un contacto eléctrico. Este es el final que se queda fuera del cerebro.

Foto: Las interfaces cerebro-máquina transmiten datos cerebrales mediante la electrónica. Aquí, un primer plano muestra cómo los cables en miniatura se unen entre sí para crear un contacto eléctrico. Este es el extremo que se queda fuera del cerebro.

La asignación de Paradromics será de unos 16 millones de euros, pero el dinero viene acompañado de una lista de objetivos increíblemente ambiciosos. El implante no deberá ser mucho más grande que una moneda de cinco céntimos, deberá grabar un millón de neuronas y también ser capaz de enviar la señal de vuelta al cerebro.

Angle explica: "Estamos intentando encontrar el punto óptimo, y creo que lo hemos encontrado, entre innovar para sacar toda esa información pero que sea algo tan fantástico que luego no lo puedas implementar". Desde que se consiguiera registrar la actividad eléctrica de una única neurona hace un siglo con electrodos de metal, los científicos aún no han conseguido registrar de forma simultánea más de unos pocos cientos de ellas en un cerebro humano vivo, que tiene cerca de 80.000 millones de neuronas en total.

A sus 32 años, Angle cuenta que se topó con ese problema cuando era alumno de postgrado. Quería estudiar cómo se representan los olores en el bulbo olfativo, una parte del cerebro ubicada justo detrás de la nariz. Pero sus esfuerzos se vieron obstaculizados por la incapacidad de grabar más de un puñado de neuronas a la vez.

Fue entonces cuando un profesor de la Universidad de Howard (EEUU) y el padre de uno de los antiguos amigos de Angle mencionó una empresa moldava poco conocida que había desarrollado una forma de estirar metal caliente y producir bobinas de cables aislados y extremadamente finos de apenas 20 micras de grosor.

La técnica, similar al proceso de fabricación de la fibra óptica, actualmente se utiliza para crear antenas y alambres magnéticos que pueden ser integrados en las toallas de los hoteles para impedir que los clientes las roben. Pero Angle y sus colaboradores, el investigador del Instituto Francis Crick (Reino Unido) Andreas Schaefer y el de la Universidad de Stanford (EEUU) Nick Melosh , se dieron cuenta de que estos componentes podrían permitir establecer un contacto eléctrico con un gran número de células cerebrales a la vez.

Hoy, según Angle, su equipo compra rollos de alambre y entrelaza 10.000 hilos para formar cuerdas. Un extremo de los alambres puede ser afilado, lo que da lugar a una superficie similar a un cepillo y capaz de penetrar el cerebro como harían unas agujas. Angle explica que el grosor de los cables está calibrado para que sean lo suficientemente fuertes como para no doblarse al ser introducidos al cerebro, pero lo suficientemente delgados como para no provocar muchos daños.

Los otros extremos de los alambres se juntan, se pulen y después se incrustan en un microprocesador con decenas de miles de "puertos de aterrizaje" distribuidos aleatoriamente, por lo que sólo algunas se conectan a los alambres. Estos puertos detectan las señales eléctricas del cerebro que se transmiten a través los cables para que puedan ser grabadas y analizadas. Angle señala que "conectorizar" tantos cables es lo que ha limitado el avance de la técnica hasta ahora.

En el caso de Paradromics, el objetivo final es crear una conexión de alta densidad con el centro del habla del cerebro que permita a la empresa acceder a las palabras que una persona quiere decir. Si la tecnología funciona, también podría ampliar enormemente la capacidad de los neurocientíficos de escuchar el proceso mediante el cual grandes conjuntos de neuronas generan comportamientos complejos, unir estímulos sensoriales e incluso crear la propia conciencia.

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