TIC. El tándem mágico: neuronas y microchips

Las interfaces cerebro-ordenador (BCIs, por sus siglas en inglés) son plataformas de comunicación que utilizan electrodos para registrar las señales electrofisiológicas del cerebro y programas informáticos para analizarlas, permitiendo a los usuarios interactuar con ordenadores u otras máquinas externas, e incluso controlarlas, utilizando su actividad cerebral.

La información de salida de las BCIs permite a los usuarios seleccionar comandos en un dispositivo conectado o en un entorno virtual, utilizando solo su mente. Uno de los objetivos de la investigación de las BCIs ha sido el de restaurar la calidad de vida de las personas con discapacidades severas, y esta tecnología ya se utiliza en dispositivos de comunicación para personas que están paralizadas o «atrapadas en su cuerpo», debido a trastornos neuromusculares, como la ELA (esclerosis lateral amiotrófica) o una apoplejía.

Esta tecnología, basada en distintos tipos de cascos que se colocan sobre la cabeza del usuario y se conectan mediante cables o de forma inalámbrica a un sistema informático y de análisis y proceso de datos registran señales cerebrales y las trasforman en comandos de control. Pero otras variantes de esos cascos, denominados sistemas de estimulación transcraneal, se pueden aplicar sobre la piel o de manera subcutánea y en el cráneo, trasmitiendo al cerebro estímulos eléctricos, magnéticos o infrarrojos, por ejemplo.

La compañía Guger Technologies (g.tec), con sede en Austria y asociada al consorcio multieuropeo GrapheneFlagship, ha presentado una ‘interfaz cerebral’, compuesta de una gorra sensora, que se conecta de forma inalámbrica o mediante cables a una computadora médica, y que cuenta con una serie electrodos de grafeno capaces de captar y medir la actividad cerebral.

La firma g.tec efectúa ensayos para incorporar esta tecnología a distintos modelos de interfaz cerebro-computadora, como el mindBeagle, un sistema basado en la electroencefalografía (EEG) para la evaluación de pacientes con trastornos de la conciencia, y el recoveriX, para la rehabilitación motora de pacientes que han sufrido derrames cerebrales.

La compañía Neurable (http://neurable.com) fundada por un equipo de la Universidad de Michigan, liderados por el neurocientífico Ramses Alcaide, nacido en México y ahora residente en EEUU, ha desarrollado un prototipo de interfaz cerebro-computadora para cascos de realidad aumentada y realidad virtual (AR y VR, por sus siglas en inglés, respectivamente).

«Esta tecnología permite interactuar con entornos AR/VR usando solo la actividad cerebral, y proporciona a los desarrolladores una nueva plataforma para que creen contenidos controlados por la mente», informa a Efe Adam Molnar, director de ventas y marketing de Neurable, en Massachusetts (EEUU).

«Esta interfaz permitirá nuevas interacciones mente-máquina y experiencias interactivas inéditas con el mundo que nos rodea y tendrá numerosas aplicaciones, no solo en los juegos, sino en la industria, la educación, el comercio y la salud», apunta Molnar.

Neurable ha integrado su interfaz en un casco de Realidad Virtual HTC Vive y, cuando el usuario efectúa una actualización informática, el sistema le permite interactuar con el software, posibilitándole que efectúe selecciones en un menú o haga click en distintos elementos, con solo desearlo o intentarlo. Es porque la interfaz detecta sus respuestas cerebrales asociadas con esa intención y las traduce en comandos.

Neurable lanzó una versión demo de juego de RV llamado ‘The Awakening’, en el que un niño despierta en un laboratorio, descubre que puede agarrar y lanzar objetos, teletransportarse o escribir a máquina por medio de su mente, y utiliza estos poderes para combatir a sus enemigos, a un guardián robótico y escapar de ese sitio, mediante esta nueva interfaz, sin controles manuales.

Adam Molnar adelanta que Neurable también está trabajando en una tecnología que permitirá controlar la realidad aumentada, es decir, la visión de un entorno real a través de un dispositivo que añade información virtual a la que visión real, y el Internet de las Cosas (IoT) o interconexión digital de todo tipo de objetos cotidianos.

«La tecnología Brainwear Emotiv mide la actividad de cinco regiones de la corteza cerebral y permite a los usuarios obtener una imagen completa de su cerebro y disfrutar de emocionantes aplicaciones de interfaz BCI», informa Maverick Nguyen, coordinador de marketing de esta compañía (www.emotiv.com).

«Esta tecnología consta de dos modelos de cascos con sensores incorporados: el EPOC+ con 14 canales EEG para investigación científica y acceso a datos cerebrales de grado profesional, y el Insight, con cinco canales EEG, para uso diario», añade.

Emotiv ha desarrollado algoritmos de detección, basados en el rendimiento cerebral, que permiten a los usuarios medir y comprender sus diferentes estados cognitivos, como el estrés, la relajación, emoción, compromiso, interés positivo y negativo, y enfoque, señala la firma de California. Este sistema puede utilizarse como BCI para controlar, tanto objetos virtuales en una pantalla digital, moviéndolos o haciendo que desaparezcan, como objetos físicos, por ejemplo haciendo volar un dron solo con la mente, explica Emotiv.

INFRARROJO CEREBRAL

La firma Vielight (https://vielight.com) ha desarrollado dos cascos denominados dispositivos de fotobiomodulación cerebral, Neuro Alpha y Neuro Gamma, equipados con diodos LED, que emiten energía de luz infrarroja en distintas frecuencias, desde unos emisores situados en la parte superior del aparato, en contacto con el cráneo, y un aditamento que se coloca en la cavidad nasal.

«Estos pulsos infrarrojos son dirigidos a unas áreas específicas de la corteza cerebral, penetrando en las barreras orgánicas de la cabeza y difundiéndose y, además, se correlacionan con las ondas alfa y gama que se generan dentro del cerebro de forma natural, asegura Edward D’Mello, jefe de comunicación de Vielight.

Estos haces de protones llegan a las neuronas, activando unas redes cerebrales que en teoría influyen positivamente en la salud del cerebro y en la recuperación de sus lesiones, en la eliminación de la proteínas no deseadas, en la capacidad cognitiva y en la consolidación de la memoria, según sostiene esta firma de Toronto.

Esta tecnología ya se usa en terapias de estimulación cerebral para tratar la depresión y la ansiedad, enfermedades neurológicas y neurodegenerativas, y para mejorar la capacidad, energía y rendimiento cognitivos, así como para lograr un estado mental positivo y reducir el consumo de medicamentos, en personas sanas o que han sufrido una lesión traumática o accidente cerebrovascular.