La ambiciosa ciencia detrás de Neuralink de Elon Musk, explicó

Neuralink quiere usar un robot “parecido a una máquina de coser” para implantar electrodos ultrafinos en lo profundo del cerebro para tratar afecciones médicas, pero aún no está claro para qué se utilizará realmente la tecnología.

Neuralink, la compañía secreta financiada por Elon Musk para desarrollar interfaces cerebro-máquina, finalmente ha revelado en qué ha estado trabajando durante los últimos dos años. Pero a pesar de las promesas de los ensayos en humanos, la tecnología debe progresar mucho antes de que pueda tener un impacto.

En una presentación en la Academia de Ciencias de California el martes por la noche, Neuralink presentó un dispositivo médico capaz de leer información de 1.500 electrodos flexibles conectados a una rata de laboratorio, 15 veces más rápido que los sistemas integrados humanos actuales. El objetivo es finalmente implantarlo en personas con parálisis u otras afecciones médicas que les permitan controlar las computadoras con sus mentes, y la compañía tiene planes ambiciosos para comenzar las pruebas en humanos lo antes posible el próximo año.

¿Entonces, cómo funciona? Neuralink dice que los cirujanos deben hacer agujeros en el cráneo para insertar electrodos flexibles. Pero en el futuro, espera usar un láser para perforar pequeños agujeros en el cráneo. “Uno de los grandes cuellos de botella es que un taladro mecánico activa vibraciones a través del cráneo, lo cual es desagradable, mientras que un taladro láser no lo sentiría”, dijo Max Hodak, presidente de Neuralink para el New York Times. Las hebras serían considerablemente más delgadas que el cabello humano, con un ancho de aproximadamente 4 a 6 µm.

Si son completamente funcionales, los cables flexibles de Neuralink pueden tener una ventaja sustancial sobre la tecnología anterior, ya que es menos probable que dañen el cerebro. “Simplemente llegó a nuestro conocimiento entonces [stiff] los electrodos en el cerebro, algo así como tejido cicatricial, comienzan a acumularse alrededor de ellos después de unos meses ”, dice Konrad Kording de la Universidad de Pensilvania, experto en neurociencia computacional. Añade que la calidad de los electrodos se degrada rápidamente a medida que el cerebro se mueve.

Cualquier cable que se coloque en el cerebro deberá ser duradero y estable. “Si ponemos tecnología en las personas, entonces tienen que permanecer allí de por vida. No podemos salir y salir del cerebro a intervalos arbitrarios “, añade Kording. “Siempre duele”.

Los cables conductores flexibles similares al celofán que ha desarrollado Neuralink es un concepto que ha tenido mucho interés en la academia, dice Kording. La tecnología reciente que fue probada por el consorcio internacional llamado BrainGate permitió a las personas controlar un brazo robótico para beber de una caja y escribir, usando solo sus pensamientos. Pero se basa en una serie de agujas rígidas con hasta 128 canales de electrodos, lo que puede ser problemático a largo plazo a medida que el cerebro se mueve, pero las agujas no.

Los polímeros Neuralink pueden resolver este problema, pero los neurocirujanos aún necesitarán una herramienta similar a una aguja para insertar los hilos blandos, dice Kording. Introduzca: “máquina de coser”. La puesta en marcha de Musk, que recibió 120 millones de libras esterlinas en financiación y contrató a un equipo de 90 personas, desarrolló “un robot neuroquirúrgico capaz de insertar seis cables (192 electrodos) por minuto”. [automatically]”, Según un informe técnico publicado junto con su presentación. El robot, que parece un cruce entre un microscopio y una máquina de coser, usaría una aguja rígida para insertar los hilos y evitar los vasos sanguíneos, reduciendo el riesgo de una respuesta inflamatoria en el cerebro.

Sin embargo, todavía existe el riesgo de infección con cables blandos que penetran las capas de la piel, dice Chad Bouton, director del Centro de Medicina Bioelectrónica del Instituto Feinstein de Investigación Médica en Nueva York.

Su equipo utiliza actualmente estereoelectroencefalografía (EEG) en pacientes con parálisis. Neuralink podría haber encontrado una manera de hacer y conectar electrodos, pero Bouton dice que un desafío importante será obtener información del cerebro. El microchip Neuralink, el sensor N1, estaría conectado al cráneo.

Actualmente transmite datos a través de una conexión de cable USB-C, aunque el equipo está trabajando en una opción inalámbrica. “Ha habido algunos avances en la telemetría inalámbrica, pero todavía existen desafíos en la alimentación de dispositivos implantados en el cerebro sin generar demasiado calor”, dice Bouton, y agrega que lograr el ancho de banda que Neuralink busca todavía plantea interrogantes. Cuantos más anchos de banda haya y más electrodos haya, más datos transferirán, lo que requerirá más energía.

En general, el uso de cables flexibles y blandos puede parecer el siguiente paso en el campo de las interfaces cerebro-computadora. Sin embargo, el plan de Musk de probar los primeros implantes humanos en 2020 parece extremadamente optimista, según Ana Matran-Fernandez, colega en la industria de la inteligencia artificial en la Universidad de Essex.

Los procesos de aprobación de la Administración de Drogas y Alimentos de los EE. UU. (FDA) pueden ser lentos y, a menudo, requieren varios intentos para ser aprobados. Y reclutar sujetos de prueba humanos podría resultar aún más difícil en tan poco tiempo.

El equipo de Matran-Fernandez, que actualmente está trabajando en un proyecto que involucra a amputados transradiales, tardó más de un año en encontrar un solo voluntario para probar una tecnología mucho menos invasiva que Neuralink. “Si ya tiene algo que funciona, como es el caso de muchos amputados, es posible que se muestre reacio a probar algo nuevo”. Alguien con un cerebro intacto, cree ella, tendría menos probabilidades de arriesgarse a una cirugía invasiva.

Bouton agrega que los pacientes pueden estar dispuestos a experimentar con nuevas tecnologías siempre que se fabriquen de la manera más eficiente y segura. “Todo se reduce a garantizar que la tecnología sea eficiente y que realmente tenga un impacto positivo en su vida diaria”, dice. Las aplicaciones médicas de las interfaces cerebro-computadora, como restaurar el movimiento de la mano, deberían ser una de las principales prioridades, dice Bouton.

Aproximadamente 50 millones de personas en todo el mundo viven con algún tipo de parálisis en la actualidad y al menos 250.000 sufren una lesión de la médula espinal cada año. “Me complace ver que las empresas invierten en el área de la interfaz cerebro-computadora debido a su importancia [medical] aplicaciones para las que podrían utilizarse “, añade Bouton. Cree que establecer planes con objetivos específicos podría acelerar el sector. “La pregunta es adónde vas. Si no tiene un punto final bien definido, puede invertir todo el dinero que quiera en él, aún así se encontrará en diferentes tangentes ”, dice. Centrarse en una aplicación médica específica permitiría a la empresa trabajar al revés y determinar cuáles son los desafíos y riesgos desconocidos asociados con la introducción de este tipo de nueva tecnología.

Lo que realmente será la “máquina de coser” de Neuralink no está claro en esta etapa. La enfermedad de Parkinson, por ejemplo, generalmente se trata en una pequeña cantidad de partes del centro del cerebro (el núcleo subtalámico y el tálamo) utilizando un estimulador con cuatro a seis electrodos rígidos a diferentes profundidades.

“Ahora, cuando hablo de mi propio dispositivo, es muy vago. Los 96 hilos de los que estoy hablando, ¿podrías introducirlos en esa región? Kevin Warwick, profesor de cibernética en la Universidad de Coventry, pregunta. Los estimulantes actuales que se usan para tratar la enfermedad de Parkinson son efectivos, dice, y no requerirían miles de conexiones. “En cierto modo, teníamos tecnología que podría haber llevado las cosas más lejos en los últimos años, como BrainGate. Si ahora tienen más de 1000 cables, tienen mucha más flexibilidad, pero tienen que hacer los experimentos ”, dice, planteando preguntas sobre lo que implicarían esos experimentos y cómo Neuralink llevaría la tecnología más allá de la terapia.

Neuralink parece tener a las personas adecuadas a bordo y los recursos y la tecnología necesarios, pero “¿qué es lo primero que intentarán y experimentarán?”, Pregunta Warwick.

Si bien la visión de Musk de una computadora que lee la mente aún puede estar muy lejos, será necesario centrarse en el uso médico de la tecnología para recibir el apoyo de la FDA y comenzar estudios en humanos en los próximos años. El equipo de Musk dijo que trabajaría con neurocirujanos como Jaimie Henderson de la Universidad de Stanford, experta en epilepsia y asesora de Neuralink, para dar el siguiente paso en la creación del dispositivo clínico.

El enfoque actual de la compañía puede ser poner en el mercado un dispositivo terapéutico que pueda tratar afecciones médicas como la parálisis o la enfermedad de Parkinson, pero Musk parece tener planes más grandes. Hablando el año pasado en el podcast Joe Rogan Experience, dijo que la última tecnología permitirá a las personas “fusionarse de manera efectiva con la IA”.

Warwick cree que esta idea no es completamente exagerada. “Estoy 100% con él en este sentido. Este es el camino a seguir y es increíblemente interesante ”, dice, y agrega que el potencial para modernizar a las personas es enorme. “Pero lo desafío a que lo haga él mismo. Hablamos pronto y mantén el buen contenido. [experiments] se. “

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