Los ‘neurogranos’ podrían ser las próximas interfaces cerebro-computadora

08:10 13/09/2021 | 2 Lượt xem

Para las personas con lesiones cerebrales y espinales, estos sistemas pueden eventualmente restaurar la comunicación y el movimiento, permitiéndoles vivir de manera más independiente. Pero en estos días, no son tan prácticos. La mayoría requieren configuraciones torpes y no se pueden usar fuera de un laboratorio de investigación. Las personas equipadas con implantes cerebrales también están limitadas en los tipos de acciones que pueden realizar debido al número relativamente pequeño de neuronas que los implantes pueden registrar a la vez. El chip cerebral más utilizado, la matriz de Utah, es un lecho de 100 agujas de silicio, cada una con un electrodo en la punta que se adhiere al tejido cerebral. Una de estas matrices es aproximadamente del tamaño de la cara de Abraham Lincoln en una moneda estadounidense y puede registrar la actividad de unos cientos de neuronas circundantes.

Pero muchas de las funciones cerebrales en las que los investigadores están interesados, como la memoria, el lenguaje y la toma de decisiones, involucran redes de neuronas ampliamente distribuidas por todo el cerebro. “Para comprender cómo funcionan realmente estas funciones, es necesario estudiarlas a nivel de sistemas”, dice Chantel Prat, profesor asociado de psicología en la Universidad de Washington que no participa en el proyecto de neurograins. Su trabajo implica interfaces cerebro-computadora no invasivas que se utilizan en la cabeza en lugar de implantarse.

La capacidad de grabar desde muchas más neuronas podría permitir un control motor mucho más preciso y expandir lo que es posible actualmente con los dispositivos controlados por el cerebro. Los investigadores también pueden usarlos en animales para aprender cómo se comunican las diferentes regiones del cerebro. “Cuando se trata de cómo funciona el cerebro, el todo es realmente más importante que la suma de las partes”, dice.

Florian Solzbacher, cofundador y presidente de Blackrock Neurotech, la compañía que fabrica la matriz de Utah, dice que un sistema de implante neural distribuido puede no ser necesario para muchos usos a corto plazo, como habilitar funciones motoras básicas o usar una computadora. Sin embargo, las aplicaciones más futuristas, como la restauración de la memoria o la cognición, requerirían casi con certeza una configuración más complicada. “Obviamente, el Santo Grial sería una tecnología que podría registrar tantas neuronas como sea posible en todo el cerebro, en la superficie y en las profundidades”, dice. “¿Necesitas esto en toda su complejidad ahora? Probablemente no. Pero en términos de comprensión del cerebro y de futuras aplicaciones, cuanta más información tengamos, mejor. “

Los sensores más pequeños también pueden significar menos daño al cerebro, continúa. Los arreglos actuales, aunque pequeños, pueden causar inflamación y cicatrices alrededor del sitio del implante. “Por lo general, cuanto más pequeño se hace, es menos probable que el sistema inmunológico lo detecte como un objeto extraño”, dice Solzbacher, que no participó en el estudio de Brown. Cuando el cuerpo detecta un objeto extraño como una astilla, intenta disolverlo y destruirlo o encapsularlo con tejido cicatricial.

Pero aunque más pequeño podría ser mejor, no es necesariamente infalible, advierte Solzbacher. Incluso los implantes pequeños pueden desencadenar una respuesta inmunitaria, por lo que los neurogranos también deberán fabricarse con materiales biocompatibles. Un gran obstáculo con el desarrollo de implantes cerebrales es tratar de minimizar el daño durante la construcción de un implante duradero para evitar el riesgo de cirugías de reemplazo. Los arreglos actuales duran alrededor de seis años, pero muchos dejan de funcionar mucho antes debido al tejido cicatricial.

Si los neurogranos son la respuesta, todavía queda la pregunta de cómo introducirlos en el cerebro. En su experimento con roedores, los investigadores de Brown extrajeron una gran parte del cráneo de la rata, lo que, por razones obvias, no sería ideal en humanos. Las matrices implantadas actuales requieren perforar un agujero en la cabeza del paciente, pero el equipo de Brown quiere evitar por completo la cirugía cerebral invasiva. Para hacer esto, están desarrollando una técnica para insertar neurogranos que involucra agujas delgadas que se insertarían en el cráneo con un dispositivo especial. (Neuralink está persiguiendo a un robot parecido a una “máquina de coser” para que le entregue su implante cerebral en forma de moneda).

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