Interfaces cerebro-computadora: El concepto detrás de las interfaces cerebro-computadora es bastante básico. Usando las neuronas y las señales eléctricas del cerebro, podemos controlar las cosas con nuestros pensamientos.

Alimentar monos, ver películas con gatos, jugar videojuegos – suena como un buen día libre, ¿verdad? Si usted es un neurocientífico, sin embargo, suena muy parecido al último medio siglo de investigación sobre la conexión de los cerebros humanos a las computadoras.

Neuralink de Elon Musk, impresionante como es, sólo ha estado en el juego desde 2016, y es sólo parte de una ola de logros neurocientíficos en constante crecimiento. ¿Esos monos? Se alimentan a sí mismos con brazos robóticos conectados a sus cerebros. Los gatos están viendo videos, y estamos traduciendo la actividad cerebral resultante de nuevo en imágenes. ¿Y los videojuegos? Puedes jugar con tu mente.

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¿Qué son las interfaces cerebro-computadora (BCI)?

Por muy compleja que sea la implementación, el concepto detrás de un ICB es bastante básico. Las neuronas en su cerebro disparan señales eléctricas entre sí cuando usted hace cosas. Usando electrodos en o sobre el cráneo, podemos detectar estos picos, digitalizarlos, averiguar qué está haciendo el cerebro y traducir esa actividad en algo de acción o datos.

De esta manera, podemos enviar señales eléctricas interpretables a cosas como sistemas informáticos, prótesis e incluso robots, lo que nos permite controlar potencialmente los dispositivos que nos rodean, e incluso nuestros propios cuerpos, con sólo un pensamiento. Esta conexión también funciona en ambos sentidos. Podemos codificar la información digital como señales eléctricas legibles por el cerebro y enviarlas, proporcionando un tipo de entrada sensorial.

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Los ICB suelen dividirse en tres categorías principales: invasivos, parcialmente invasivos y no invasivos. Como su nombre indica, los ICB invasivos se implantan directamente en el cerebro, lo que les proporciona la mejor recepción en términos de poder obtener información detallada sobre qué neuronas están haciendo qué.

Los ICB parcialmente invasivos (eso es lo que es Neuralink) se colocan en el cráneo, pero no directamente en el cerebro, lo que los hace más seguros, menos intensivos quirúrgicamente y aún así bastante eficientes.

Los ICB no invasivos no están pegados a la cabeza en absoluto. Probablemente los haya visto antes en forma de sombreros de goma con electrodos. Son los más fáciles de usar, pero debido a que están más lejos del cerebro pero en el cráneo en el camino, las ondas generadas por el disparo de las neuronas no llegan también, lo que significa que los datos son más ruidosos y no permiten un control tan preciso como el de los implantes en el cerebro.

¿Qué hemos hecho con los ICB hasta ahora?

El objetivo principal detrás de esta investigación no es crear un humano realzado por la IA con poderes telepáticos en Internet. Eso probablemente sucederá, pero el objetivo es más bien un efecto en cadena que resulta de la investigación médica en cosas como el tratamiento de la parálisis, la ceguera, la sordera, el mutismo, las convulsiones y otros problemas sensoriales y del sistema nervioso central, que están impulsando gran parte de la investigación actual de la interfaz cerebro-computadora.



, por ejemplo, ya están siendo utilizados por cientos de miles de personas. No están interactuando con una computadora, per se, ya que su trabajo es tomar sonidos del mundo exterior y traducirlos en señales eléctricas que pueden ser procesadas por el cerebro, pero son una buena demostración de cómo podemos enviar señales legibles por el cerebro desde las máquinas.

Los implantes de retina, aunque todavía no son tan comunes, ya están restaurando la visión limitada a aquellos que la han perdido. Incluso se han utilizado con éxito señales cerebrales para controlar brazos y piernas robóticas, como Juliano Pinto , un parapléjico que hizo el saque inicial en la Copa Mundial de Brasil 2014 utilizando un exoesqueleto controlado por la mente.



Sin embargo, cuando se trata de conectar los cerebros a las computadoras en un tipo más tradicional de capacidad de lectura y escritura, muchos de los mayores avances hasta ahora se han logrado con los monos.

Ya en 1969, los científicos lograron que los monos movieran la aguja en un dial usando sólo señales cerebrales. Para el 2008, estaban usando sus cerebros para controlar los brazos de los robots que les traían comida , y, en el 2011, los monos estaban moviendo los brazos de los robots mientras recibían retroalimentación de la parte de sus cerebros responsable por el control de los brazos , como si estuvieran recogiendo señales de uno de sus brazos reales. En 2016, monos lograron velocidades de escritura de doce palabras por minuto usando implantes neuronales, deletreando frases de Shakespeare como Un plátano con cualquier otro nombre olería igual de dulce.

Si estas tendencias continúan, ni siquiera tendremos que preocuparnos de que la IA se apodere del mundo – los monos telepáticos probablemente llegarán primero.



También hemos sido capaces de captar señales de imágenes precisas del cerebro de gatos y humanos. Al monitorear la actividad cerebral de los gatos, cada uno viendo uno de los ocho cortometrajes, los investigadores fueron capaces de construir suficientes imágenes desde la pantalla para identificar qué película estaba viendo cada gato .

Y eso fue en 1999 – para el 2008, los investigadores lo habían hecho con éxito en humanos . Entre esos dos ensayos, un adolescente que había recibido implantes cerebrales para la epilepsia pudo vencer varios niveles de Space Invaders usando nada más que señales cerebrales .

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Esta lista podría continuar fácilmente: la gente está escribiendo, moviendo ratones en las pantallas, conduciendo coches, twitteando, enviándose mensajes silenciosos a través de Internet, piloteando aviones no tripulados, controlando televisores inteligentes, y más. Esta tecnología se dirige en algunas direcciones interesantes, como lo demuestra la gran cantidad de startups que despliegan grandes ideas.

Neuralink

Este proyecto ocupa muchos titulares, y por una buena razón: es probablemente el ICB parcialmente invasivo más pequeño, ligero y fácil de implantar que existe, y no sacrifica mucho en términos de funcionalidad. Así es como funciona:

Neuralink utiliza una herramienta robótica para implantar pequeños hilos (1/10 del ancho de un cabello humano) en el cerebro. Actualmente, esto requiere la perforación de pequeños agujeros, pero puede utilizar un láser en el futuro.

Estos hilos están conectados a chips, llamados sensores N1 incrustados en el cráneo, que pueden procesar los datos que reciben y también enviar señales eléctricas al cerebro.

Estos chips están conectados a un dispositivo llamado The Link, que es un dispositivo externo portátil que puede interactuar con el chip y enviar y recibir información de forma inalámbrica desde otros dispositivos.


Las pruebas con ratas y monos ya han tenido éxito, según Neuralink, y su objetivo es comenzar pronto las pruebas en humanos. Los primeros receptores serán las personas que tienen una necesidad médica del dispositivo, pero Elon Musk no ha ocultado su deseo de crear eventualmente una cooperación humano-AI a través de este tipo de interfaz cerebral. El producto final podrá conectarse y controlar smartphones y otros dispositivos, y a medida que la tecnología mejore, probablemente veremos muchas otras aplicaciones.

BrainGate

Un implante cerebral desarrollado por Cyberkinetics, BrainGate es uno de los primeros BCI modernos. Los sujetos humanos de prueba pudieron conectar con éxito las computadoras con sus cerebros ya en 2004, y para 2012 Cyberkinetics demostró un brazo robótico controlado por el cerebro que permitía a las personas paralíticas alcanzar, agarrar e incluso beber de una botella. Tienen una larga lista de publicaciones y logros, que van desde ayudar a la gente a controlar las extremidades de los robots hasta el uso de señales cerebrales para tocar el piano en una tableta.

Emotiv

Dado que no es probable que muchas personas hagan cola para que les hagan agujeros en la cabeza, tiene sentido que un ICB no invasivo disponible comercialmente sea un buen primer paso. Eso es exactamente lo que hace Emotiv . Sus auriculares EEG (electroencefalógrafo) pueden captar señales de su cerebro, permitiéndole analizar su propia actividad mental, controlar dispositivos, o incluso obtener información sobre cómo los consumidores están usando los productos. Es relativamente barato, produce datos de grado de investigación, y todo lo que tienes que hacer es ponerlo!

Neurable

Al igual que Emotiv, Neurable está tomando la ruta no invasiva, comercializando sus auriculares como formas de controlar el mundo digital con las manos libres y la voz libre. Algo que los distingue es su enfoque en la tecnología de la RV como una forma de permitir el juego controlado por la mente, el entrenamiento y el control digital, que podría ser muy útil como una forma de entrenar a su cerebro para que capte rápidamente nuevos patrones, como la adaptación a las extremidades virtuales.

Estos son sólo algunos de los proyectos que se están llevando a cabo en el espacio de la interfaz cerebro-ordenador. Como cualquier otro campo tecnológico de vanguardia en estos días, hay muchos jugadores que compiten por ser los primeros, y ya se han puesto en el campo muchas aplicaciones interesantes, desde la diadema de estudio de BrainCo hasta los chips de almacenamiento de memoria alimentados por IA de Kernel .

¿Qué tan lejos estamos de que los ICB sean la norma?

Es probable que no se instale un Neuralink en un futuro cercano. A pesar de su pequeño tamaño, hacer cualquier agujero en la cabeza parece una especie de gran salto. Sin embargo, el mercado de auriculares no invasivos para electroencefalogramas está comenzando a crecer, y algunos auriculares disponibles comercialmente en realidad vienen a un precio algo razonable.

Eventualmente, estos pueden ser lo suficientemente confiables para que usted los use como parte de su pila de tecnología normal, pero puede tomar algún tiempo. Sin embargo, los ICB están mejorando y miniaturizándose más rápido que nunca, como demuestra Neuralink, por lo que es totalmente concebible que en el futuro la instalación de un enlace cerebro-computadora sea algo parecido, como dice Elon Musk, a la del LASIK. No todos lo harán, pero será un procedimiento relativamente trivial si es algo que usted necesita.

Créditos de imagen: Blausen 0244 Implante Coclear , Emotiv Epoc+ , EEG-based BCI , Una plataforma de interfaz cerebro-máquina integrada con miles de canales , Mono con brazo robótico , Interfaz cerebro-computadora (schematic)