Investigadores chinos intensifican el desarrollo de tecnología cerebro-computadora

Por Ma Jun y Zhang Weilan

Una mujer utiliza tecnología BCI para escribir en una computadora. (Foto: Cortesía de la Universidad Tianiin)

Los científicos chinos han intensificado la investigación en tecnología de interfaz cerebro-computadora (BCI), implantando chips de computadora en los cerebros de personas con discapacidades y obteniendo resultados positivos.

El Instituto Chino de Investigación del Cerebro (CIBR) en Pekín y su startup afiliada, NeuCyber NeuroTech, han desarrollado con éxito un sistema BCI semi-invasivo llamado Beinao No. 1, y han completado su primer lote de cinco implantes humanos este año, aseguró un representante de la empresa al Global Times, en entrevista exclusiva.

El progreso ha llamado la atención internacional. Algunos medios de comunicación lo describieron como “el primer lote del mundo de BCIs inalámbricos semi-invasivos implantados en el cerebro humano”. Otros como CNN destacan que “un implante de chip cerebral chino que puede ayudar a restaurar el habla y la movilidad alimenta la carrera tecnológica global”. El informe destacó varios avances logrados por equipos de investigación chinos, y afirmó que los avances de China en tecnología BCI están desafiando a líderes de la industria como Neuralink de Elon Musk.

Sin embargo, a medida que los rápidos avances del país en tecnología BCI han suscitado una creciente atención y debate, ¿hasta dónde ha llegado la tecnología BCI? ¿Puede realmente dar vida a las escenas futuristas representadas en las películas de ciencia ficción? Y quizás lo más importante, ¿cómo dará forma esta tecnología al futuro de la humanidad? Estas preguntas llevaron a una reciente visita a los laboratorios de CIBR en Beijing.Al entrar en los diversos laboratorios del instituto, los visitantes se encuentran con una variada gama de equipos: salas de servidores parpadeando, brazos mecánicos en prueba y laboratorios de bioquímica. Esta diversidad subraya la naturaleza inherentemente interdisciplinaria de la tecnología BCI, que abarca medicina, mecánica, comunicaciones y computación.

Fundado en 2018, el Instituto ha estado a la vanguardia de este campo de vanguardia, liderando el establecimiento de una start-up de BCI, NeuCyber NeuroTech. En un caso reciente, el sistema Beinao-1 desarrollado por el CIBR y NeuCyber NeuroTech, fue implantado a un paciente con dificultad del habla causada por esclerosis lateral amiotrófica (ELA). A través de la decodificación de señales neuronales, los pensamientos del paciente pueden ser traducidos en texto y aparecer en una pantalla mensajes como "consígueme un doctor".

“Con la ayuda del sistema BCI, el paciente puede producir más de 60 palabras y frases en chino de uso común a través de un entrenamiento post-quirúrgico, restaurando gradualmente sus habilidades de comunicación en chino”, asegura Li Yuan, director de desarrollo empresarial de NeuCyber NeuroTech.

La actividad cerebral depende de la transmisión de señales eléctricas entre las células, lo que permite todo, desde acciones básicas de supervivencia como comer y dormir hasta funciones complejas como la memoria y la emoción. Al utilizar métodos de ingeniería para capturar con precisión estas señales eléctricas, transmitirlas con una latencia mínima y decodificarlas utilizando dispositivos de computación externos, las interfaces cerebro-computadora (BCI, por sus siglas en inglés) pueden interpretar las intenciones del cerebro.

“Este es el principio fundamental detrás de la tecnología BCI moderna”, afirma Li.Y añade que las BCI se utilizan principalmente en entornos médicos para ayudar a pacientes paralizados a controlar dispositivos externos como brazos robóticos o cursores de computadora.

Empresas como Neuralink ya han demostrado que los pacientes pueden mover cursores, escribir palabras, navegar por internet e incluso controlar videojuegos utilizando sus señales neuronales.

De manera similar, el sistema Beinao-1 de China ha demostrado su ayuda a pacientes con condiciones como la esclerosis lateral amiotrófica (ELA) a la hora de recuperar la capacidad de comunicarse al decodificar sus señales cerebrales para producir el habla.

De acuerdo a la profundidad de adquisición de señales cerebrales, la tecnología BCI se puede categorizar en tres tipos: no invasivas, semi-invasivas e invasivas. Las BCI no invasivas, que implican colocar electrodos en el cuero cabelludo, son las más seguras pero generan señales de baja precisión.

Las interfaces cerebro-computadora (BCI) semi-invasivas, como el Beinao-1, colocan electrodos sobre la capa más externa de las membranas protectoras del cerebro, ofreciendo un equilibrio entre la calidad de la señal y el riesgo quirúrgico.

Por su parte, las BCI invasivas, como las desarrolladas por Neuralink, insertan electrodos en el tejido cerebral, proporcionando la mayor precisión de señal, pero con riesgos quirúrgicos significativos.

El sistema chino Beinao-1 también ha ayudado a pacientes paralizados, incluyendo a un paciente parapléjico con lesión medular y a un sobreviviente de accidente cerebrovascular hemipléjico, a usar el control mental para operar computadoras y brazos robóticos.

También Beinao-1puede decodificar y reproducir el habla en chino para un paciente con esclerosis lateral amiotrófica con trastorno del habla, estableciendo la primera vez que un sistema BCI inalámbrico totalmente implantado decodificó el idioma chino, una tarea compleja dada la naturaleza de los caracteres.

“Beinao-1 es el primer chip inalámbrico totalmente implantado de alto rendimiento del mundo y es un sistema BCI basado en electroencefalogramas”, resaltó Li.

NeuCyber NeuroTech también está desarrollando el chip inalámbrico Beinao-2, que utiliza un enfoque técnico diferente al de la primera versión para maximizar la calidad de la señal.

“Un mono implantado con Beinao-2 pudo controlar un brazo robótico”, dijo Li, agregando que el chip probablemente ingresará a ensayos clínicos el próximo año.

En los últimos años, China ha implementado políticas para fortalecer la investigación en BCI y el desarrollo industrial, posicionándose como un importante centro de innovación y un mercado. El país ha logrado avances en escenarios como el diagnóstico asistido de enfermedades, la monitorización de la seguridad ocupacional de alto riesgo, la rehabilitación motora y las terapias de neuromodulación para trastornos cerebrales como la enfermedad de Parkinson y la epilepsia, informó Xinhua.

“Si bien la tecnología BCI tiene un gran potencial, sus aplicaciones no deben ser exageradas”, advierte Li.

La investigación en ciencia del cerebro aún está en sus primeras etapas, recordó Li, señalando que nuestra comprensión actual del cerebro es extremadamente limitada, y la tecnología está lejos de poder lograr esas aplicaciones avanzadas que se ven en la ciencia ficción o en las películas.

Todavía hay muchas incógnitas sobre los mecanismos de las actividades cerebrales complejas, como la memoria y la emoción, así como sobre la distribución de las regiones cerebrales correspondientes. Por lo tanto, no hay forma de recoger señales y descifrarlas.

Aunque Li adelantó que está trabajando hacia una comercialización más amplia de la tecnología BCI, enfatizó que sus aplicaciones no deberían ser apresuradas. Por ejemplo, usar sistemas BCI para restaurar la visión normal sigue siendo un objetivo lejano.

"La BCI no es una panacea, ni es la solución óptima para cada condición relacionada", concluyó Li.