Antes de que un accidente automovilístico en 2008 la dejara paralizada del cuello para abajo, Nancy Smith disfrutaba tocando el piano. Años más tarde, Smith volvió a hacer música, gracias a un implante que registraba y analizaba su actividad cerebral. Cuando se imaginó tocando un teclado en pantalla, su interfaz cerebro-computadora (BCI) tradujo sus pensamientos en pulsaciones de teclas y sonaron melodías simples, como 'Twinkle, Twinkle, Little Star'.1.
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Pero hubo un giro. Para Smith, parecía como si el piano tocara solo. «Sentí como si las teclas se golpearan automáticamente sin que yo pensara en ello», dijo en ese momento. “Parecía que conocía la melodía y lo hizo por sí solo”.
El sistema BCI de Smith, implantado como parte de un ensayo clínico, entrenado en sus señales cerebrales mientras se imaginaba tocando el teclado. Ese aprendizaje permitió al sistema detectar su intención de jugar cientos de milisegundos antes de que intentara hacerlo conscientemente, dice el líder del ensayo Richard Andersen, neurocientífico del Instituto de Tecnología de California en Pasadena.
Smith es una de las aproximadamente 90 personas a las que, en las últimas dos décadas, se les han implantado BCI para controlar tecnologías de asistencia, como computadoras, brazos robóticos o generadores de voz sintética. Estos voluntarios, paralizados por lesiones de la médula espinal, accidentes cerebrovasculares o trastornos neuromusculares, como la enfermedad de la neurona motora (esclerosis lateral amiotrófica), han demostrado cómo las señales de comando para los músculos del cuerpo, registradas desde la corteza motora del cerebro cuando las personas imaginan moverse, pueden decodificarse en comandos para dispositivos conectados.
Pero Smith, que murió de cáncer en 2023, estuvo entre los primeros voluntarios a los que se les implantó una interfaz adicional en su corteza parietal posterior, una región del cerebro asociada con el razonamiento, la atención y la planificación. Andersen y su equipo creen que al capturar también las intenciones de los usuarios y la planificación premotora, estos BCI de «doble implante» mejorarán el rendimiento de los dispositivos protésicos.
Nancy Smith utilizó una interfaz cerebro-computadora para hacer música después de que un accidente automovilístico la dejara paralizada del cuello para abajo.Crédito: Caltech
La investigación de Andersen también ilustra el potencial de las BCI que acceden a áreas fuera de la corteza motora. «La sorpresa fue que cuando entramos en el parietal posterior, podemos recibir señales mezcladas de una gran cantidad de áreas», dice Andersen. «Hay una amplia variedad de cosas que podemos decodificar».
La capacidad de estos dispositivos para acceder a aspectos de la vida más íntima de una persona, incluido el pensamiento preconsciente, aumenta las apuestas en preocupaciones sobre cómo mantener privados los datos neuronales. También plantea cuestiones éticas sobre cómo las neurotecnologías podrían moldear los pensamientos y acciones de las personas, especialmente cuando se combinan con la inteligencia artificial.
Mientras tanto, la IA está mejorando las capacidades de los productos de consumo portátiles que registran señales desde fuera del cerebro. A los especialistas en ética les preocupa que, si no se regulan, estos dispositivos podrían dar a las empresas de tecnología acceso a datos nuevos y más precisos sobre las reacciones internas de las personas ante el contenido en línea y otros contenidos.
Los especialistas en ética y los desarrolladores de BCI ahora se preguntan cómo se debe manejar y utilizar la información que antes era inaccesible. «La interfaz de todo el cerebro será el futuro», afirma Tom Oxley, director ejecutivo de Synchron, una empresa de BCI en la ciudad de Nueva York. Predice que el deseo de tratar afecciones psiquiátricas y otros trastornos cerebrales conducirá a que se exploren más regiones del cerebro. En el camino, afirma, la IA seguirá mejorando las capacidades de decodificación y cambiando la forma en que estos sistemas sirven a sus usuarios. «Esto te lleva a la pregunta final: ¿cómo podemos hacer que eso sea seguro?»
Preocupaciones de los consumidores
Los productos de neurotecnología de consumo capturan datos menos sofisticados que los BCI implantados. A diferencia de los BCI implantados, que dependen de la activación de conjuntos específicos de neuronas, la mayoría de los productos de consumo se basan en la electroencefalografía (EEG). Esto mide las ondas de actividad eléctrica que surgen del disparo promedio de enormes poblaciones neuronales y son detectables en el cuero cabelludo. En lugar de crearse para capturar la mejor grabación posible, los dispositivos de consumo están diseñados para ser elegantes (como elegantes diademas) o discretos (con electrodos ocultos dentro de audífonos o cascos para realidad aumentada o virtual).
Aún así, el EEG puede revelar estados cerebrales generales, como niveles de alerta, concentración, cansancio y ansiedad. Las empresas ya ofrecen auriculares y software que ofrecen a los clientes puntuaciones en tiempo real relacionadas con estos estados, con la intención de ayudarles a mejorar su rendimiento deportivo, meditar de forma más eficaz o ser más productivos, por ejemplo.
La IA ha ayudado a convertir señales ruidosas de sistemas de grabación subóptimos en datos confiables, explica Ramses Alcaide, director ejecutivo de Neurable, una empresa de neurotecnología en Boston, Massachusetts, que se especializa en el procesamiento de señales EEG y vende auriculares con este propósito. «Hemos logrado que el EEG no succione tanto como antes», dice Alcaide. «Ahora, esencialmente, se puede utilizar en entornos de la vida real».
Y existe una expectativa generalizada de que la IA permitirá decodificar otros aspectos de los procesos mentales de los usuarios. Por ejemplo, Marcello Ienca, neuroético de la Universidad Técnica de Munich en Alemania, dice que el EEG puede detectar pequeños cambios de voltaje en el cerebro que ocurren dentro de cientos de milisegundos después de que una persona percibe un estímulo. Estas señales podrían revelar cómo se relacionan su atención y su toma de decisiones con ese estímulo específico.
Aunque es difícil reunir cifras exactas de usuarios, muchos miles de entusiastas ya están utilizando auriculares de neurotecnología. Y los especialistas en ética dicen que una gran empresa de tecnología podría catapultar repentinamente los dispositivos a un uso generalizado. Apple, por ejemplo, patentó un diseño para sensores EEG para uso futuro en sus auriculares inalámbricos Airpods en 2023.
Sin embargo, a diferencia de las BCI dirigidas a la clínica, que se rigen por regulaciones médicas y protecciones de privacidad, el espacio de BCI del consumidor tiene poca supervisión legal, dice David Lyreskog, especialista en ética de la Universidad de Oxford, Reino Unido. «Hay un salvaje oeste en lo que respecta a las normas regulatorias», afirma.
En 2018, Ienca y sus colegas descubrieron que la mayoría de las BCI de consumo no utilizan canales seguros para compartir datos ni implementan tecnologías de privacidad de última generación.2. “Creo que eso no ha cambiado”, dice Ienca. Es más, un análisis de 20243 Una revisión de las políticas de datos de 30 empresas de neurotecnología de consumo realizada por la Neurorights Foundation, una organización sin fines de lucro de la ciudad de Nueva York, mostró que casi todas tenían control total sobre los datos proporcionados por los usuarios. Eso significa que la mayoría de las empresas pueden utilizar la información como quieran, incluso venderla.
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En respuesta a tales preocupaciones, el gobierno de Chile y los legisladores de cuatro estados de EE.UU. han aprobado leyes que otorgan un estatus protegido a las grabaciones directas de cualquier forma de actividad nerviosa. Pero Ienca y Nita Farahany, especialista en ética de la Universidad de Duke en Durham, Carolina del Norte, temen que esas leyes sean insuficientes porque se centran en los datos sin procesar y no en las inferencias que las empresas pueden hacer al combinar información neuronal con flujos paralelos de datos digitales. Las inferencias sobre la salud mental de una persona, por ejemplo, o sus lealtades políticas aún podrían venderse a terceros y utilizarse para discriminar o manipular a una persona.
“En mi opinión, la economía de los datos ya viola bastante la privacidad y la libertad cognitiva”, afirma Ienca. Agregar datos neuronales, afirma, “es como darle esteroides a la economía de datos existente”.
Varios organismos internacionales clave, incluida la organización cultural de las Naciones Unidas UNESCO y el Organización para la Cooperación y el Desarrollo Económicoshan emitido directrices sobre estas cuestiones. Además, en septiembre, tres senadores estadounidenses introdujeron una ley que requeriría que la Comisión Federal de Comercio revisara cómo se deberían proteger los datos de la neurotecnología.
Rumbo a la clínica
Si bien su desarrollo avanza a buen ritmo, hasta el momento ningún BCI implantado ha sido aprobado para uso clínico general. El dispositivo de Synchron es el más cercano a la clínica. Este BCI relativamente simple permite a los usuarios seleccionar opciones en pantalla imaginando mover el pie. Debido a que se inserta en un vaso sanguíneo en la superficie de la corteza motora, no requiere neurocirugía. Ha demostrado ser seguro, robusto y eficaz en los ensayos iniciales.4y Oxley dice que Synchron está discutiendo un ensayo fundamental con la Administración de Alimentos y Medicamentos de EE. UU. que podría conducir a la aprobación clínica.
La empresa de neurotecnología Neuralink de Elon Musk en Fremont, California, ha implantado quirúrgicamente su dispositivo más complejo en las cortezas motoras de al menos 13 voluntarios que lo utilizan para jugar juegos de computadora, por ejemplo, y controlar manos robóticas. Los representantes de la empresa afirman que más de 10.000 personas se han sumado a las listas de espera para sus ensayos clínicos.
Al menos cinco empresas más de BCI han probado sus dispositivos en humanos por primera vez en los últimos dos años, realizando registros de corta duración (en escalas de tiempo que van desde minutos a semanas) en personas sometidas a procedimientos neuroquirúrgicos. Los investigadores en el campo dicen que las primeras aprobaciones probablemente sean para dispositivos en la corteza motora que restablecen la independencia a las personas que tienen parálisis severa, incluidos BCI que permitir el habla a través de tecnología de voz sintética.
En cuanto al futuro, Farahany dice que ir más allá de la corteza motora es un objetivo generalizado entre los desarrolladores de BCI. «Todos ellos esperan retroceder en el tiempo en el cerebro», dice, «y llegar a ese precursor subconsciente del pensamiento».
El año pasado, el grupo de Andersen publicó un estudio de prueba de concepto.5 en el que el diálogo interno fue decodificado a partir de la corteza parietal de dos participantes, aunque con un vocabulario extremadamente limitado. El equipo también ha grabado desde la corteza parietal mientras un usuario de BCI jugaba al juego de cartas blackjack (pontón)6. Ciertas neuronas respondieron al valor nominal de las cartas, mientras que otras rastrearon el total acumulado de la mano de un jugador. Algunos incluso se activaban cuando el jugador decidía si seguir con su mano actual o tomar otra carta.
Casey Harrell (con su esposa Levana Saxon) usa su implante cerebral para generar habla sintética.Crédito: Ian Bates/New York Times/Redux/eyevine
Tanto Oxley como Matt Angle, director ejecutivo de la empresa BCI Paradromics, con sede en Austin, Texas, coinciden en que las BCI en regiones del cerebro distintas de la corteza motora podrían algún día ayudar a diagnosticar y tratar afecciones psiquiátricas. Maryam Shanechi, ingeniera e informática de la Universidad del Sur de California en Los Ángeles, está trabajando para lograr este objetivo, en parte con el objetivo de identificar y monitorear las firmas neuronales de las enfermedades psiquiátricas y sus síntomas.7.
Las BCI podrían potencialmente rastrear tales síntomas en una persona, administrar estimulación que ajuste la actividad neuronal y cuantificar cómo responde el cerebro a esa estimulación u otras intervenciones. «Esa retroalimentación es importante, porque se desea adaptar con precisión la terapia a las necesidades de ese individuo», dice Shanechi.
Shanechi aún no sabe si los correlatos neuronales de los síntomas psiquiátricos serán rastreables en muchas regiones del cerebro o si será necesario registrarlos en áreas cerebrales específicas. De cualquier manera, un aspecto central de su trabajo es la construcción de modelos básicos de la actividad cerebral. Estos modelos, construidos entrenando algoritmos de IA con miles de horas de datos neuronales de numerosas personas, en teoría serían generalizables a todos los cerebros de los individuos.
