POR CLIVE COOKSON Y RICHARD WATERS
Hace siete años, Michel Roccati se estrelló con su motocicleta para esquivar a un animal cerca de Turín. El choque «hizo estallar los huesos de mi espalda», explica, seccionando su médula espinal y cortando toda comunicación entre su cerebro y sus piernas.
«Los médicos me dijeron que nunca volvería a ponerme de pie y mucho menos andar», cuenta. A continuación, activa una serie de electrodos que un grupo de neurocirujanos de Lausana ensartaron en su médula mediante una operación pionera en 2020.
Su cuerpo se estremece durante uno o dos segundos y se levanta de la silla, caminando con confianza, aunque sujetándose a un andador para mantener el equilibrio. «Cada día puedo andar mejor, mis músculos se fortalecen y mis nervios se regeneran poco a poco», afirma.
Roccati forma parte de un grupo cada vez mayor de personas que se benefician de formas nuevas de neurotecnología en desarrollo en laboratorios universitarios y de empresas de Europa y Norteamérica, que utilizan implantes informatizados para interactuar con el cerebro y el sistema nervioso central.
Estas interfaces cerebro-ordenador (BCI, por sus siglas en inglés) pueden sortear las barreras neuronales que impiden mover las extremidades a las personas discapacitadas y permiten comunicarse a quienes no pueden hablar ni manejar un teclado.
Enorme potencial
Según Michael Mager, CEO de Precision Neuroscience, una empresa estadounidense que fabrica BCI, en pocos años estos dispositivos podrían convertirse en un mercado de varios miles de millones de dólares para el tratamiento de pacientes con discapacidades motoras.
Las implicaciones a largo plazo son mucho mayores. «Estamos creando un vínculo entre la inteligencia humana y la artificial», afirma Mager. «Es posible que el único uso de esa conexión fundamental sea la parálisis, pero creo que es muy improbable».
Elon Musk fundó en 2016 Neuralink, con el objetivo de conectar cerebros humanos y máquinas. Musk lleva tiempo hablando de utilizar estos enlaces para fusionar la inteligencia humana con la IA. Su visión es que aumentar la velocidad a la que el cerebro puede absorber y comunicar información y superar lo que él considera uno de los principales límites a la capacidad de los seres humanos para seguir el ritmo de los avances en la inteligencia de las máquinas.
Pero mucho antes de que llegue el futuro cíborg con el que sueña Musk, los expertos predicen que la tecnología se utilizará para superar las limitaciones físicas personales y mejorar el rendimiento individual, por ejemplo, agudizando las facultades visuales y auditivas de las personas o potenciando la memoria.
«Estamos lejos de algo así, pero no creo que sea difícil imaginar que esta tecnología sea adoptada por personas sanas», afirma Mager, cofundador de Precision en 2021 junto con Benjamin Rapoport, fundador de Neuralink.
Barreras
Los obstáculos técnicos siguen siendo grandes. Recoger, exportar e interpretar las señales del cerebro es una ciencia en pañales, mientras que la cirugía cerebral invasiva que requiere descarta el procedimiento para todos los pacientes, salvo los que están gravemente discapacitados.
Al mismo tiempo, la tecnología plantea cuestiones éticas. «La parte médica ya está bien protegida por los reguladores y la normativa vigente», afirma Rafael Yuste, director del Centro de Neurotecnología de la Universidad de Columbia (Nueva York). «Pero la tecnología se expandirá y llegará a la vertiente no médica», añade, planteando nuevos interrogantes sobre hasta dónde debe permitirse llegar a las personas para mejorar sus capacidades mentales.
En el laboratorio, el uso de señales cerebrales para activar ordenadores y otras máquinas se está convirtiendo en algo casi rutinario, lo que sitúa a la tecnología en una senda que podría tener consecuencias a largo plazo.
Neurocirujanos de todo el mundo llevan décadas implantando electrodos en cerebros humanos como tratamiento para la enfermedad de Parkinson y otros trastornos del movimiento. Más de 160.000 pacientes de todo el mundo han recibido ya «estimulación cerebral profunda».
Bidireccional
Pero la nueva ola de implantes neuronales es mucho más sofisticada y permite la comunicación bidireccional entre el cerebro y el dispositivo, explica Jocelyne Bloch, neurocirujana del Hospital Universitario de Lausana. Bloch operó a Roccati y a un paciente parapléjico posterior, Gert-Jan Oskam, que lleva dos implantes en el cerebro y la columna vertebral que se comunican sin cables a través de un «puente digital».
La demanda potencial es enorme. Además de dar a los paralíticos graves la capacidad de comunicarse y moverse de nuevo, los usos médicos podrían ir desde la pérdida de visión y audición hasta la mejora del tratamiento del dolor crónico y los trastornos psiquiátricos, al proporcionar a los cuidadores una imagen precisa y detallada de lo que ocurre en el cerebro.
Sin embargo, hasta ahora se han implantado pocos BCI médicos en seres humanos, ya que los laboratorios pioneros, tanto académicos como empresariales, avanzan lentamente para demostrar su seguridad y eficacia.
Aunque los BCI externos colocados en la piel o el cuero cabelludo pueden detectar y modular la actividad neuronal, «la única forma de registrarla de forma sensible y en periodos prolongados es con un dispositivo colocado bajo el cráneo», afirma Leigh Hochberg, director del Centro de Neurotecnología del Hospital General de Massachusetts y del programa de investigación BrainGate BCI.
Hochberg calcula que sólo unos 50 pacientes en todo el mundo han recibido un implante cerebral protésico a largo plazo desde que comenzó la investigación clínica hace 20 años. Para acelerar el desarrollo, Hochberg y sus colegas de EEUU crearon la Implantable BCI Collaborative Community (Comunidad de Colaboración sobre BCI Implantables), a la que se unió como participante clave la Administración de Alimentos y Medicamentos (FDA).
Europa, sobre todo Suiza, tiene una presencia significativa en los implantes BCI. Onward Medical y Neurosoft Bioelectronics nacieron de la École Polytechnique Fédérale de Lausanne (EPFL), el principal centro académico de investigación en neurotecnología del continente. Una tercera, InBrain Neuroelectronics, con sede en Barcelona, desarrolla implantes de grafeno: láminas de carbono de un átomo de grosor.
Pero los expertos de ambos lados del Atlántico coinciden en que las empresas estadounidenses de BCI tienen ventaja sobre las europeas.
Es más fácil financiar y crear una empresa duradera en EEUU, afirma Dave Marver, experto en tecnología médica que se incorporó a Onward como CEO. «En EEUU hay más talento directivo con más experiencia en la comercialización de productos, se dispone de más financiación y los regímenes regulatorios son diferentes». La FDA está mejor preparada para aprobar ensayos clínicos de BCI que sus homólogos europeos, afirma Marver.
Entre la media docena de empresas estadounidenses que prueban implantes BCI, «Elon Musk es claramente nuestro mayor competidor», afirma Grégoire Courtine, que dirige la investigación en neurotecnología de la EPFL. Pero insiste en que Onward, que ha recaudado algo más de 170 millones desde su fundación en 2014, puede igualar los resultados de Neuralink, que ha recaudado 687 millones de dólares en financiación, según PitchBook.
La empresa de Musk
Neuralink es la empresa de neurotecnología más conocida y la menos transparente. Se comunica a través de tuits y entradas de blog ocasionales. Tras muchas pruebas con animales, el primer sujeto humano de Neuralink, Noland Arbaugh, parapléjico de 30 años, recibió en enero el implante Link en el Instituto Neurológico Barrow de Arizona.
En vídeos y blogs publicados por Neuralink, Arbaugh se mostraba entusiasmado con la forma en que Link le había permitido controlar el cursor de un ordenador. «Me ha dado la capacidad de volver a hacer cosas por mí mismo sin necesitar a mi familia a todas horas del día», declara.
En las semanas posteriores a la operación, muchas de las 64 conexiones de grabación flexibles que habían atravesado el cerebro de Arbaugh se soltaron. Los ingenieros de Neuralink lo compensaron programando el dispositivo para que fuera más sensible a la actividad neuronal.
La empresa está proceso de selección de un segundo voluntario para que reciba una versión mejorada de Link, que dispone de electrodos que se ajustan mejor al cerebro, y podrían implantárselo este mismo mes.
Las empresas de neurotecnología rivales varían considerablemente en el tipo de electrodos que implantan en el cerebro.Los investigadores tienen más experiencia con la llamada matriz de Utah, un conjunto rígido de 96 electrodos que lleva 20 años utilizando el consorcio BrainGate.
En el estudio más reciente de BrainGate, publicado en Nature en 2023, se colocaron dos matrices del tamaño de una aspirina, con 128 electrodos en la corteza cerebral de Pat Bennett, una paciente de 68 años con esclerosis lateral amiotrófica. Había perdido la capacidad de hablar.
Un algoritmo de IA descodifica su actividad neuronal y aprende a distinguir los patrones asociados a su formulación de fonemas individuales. A continuación, un modelo lingüístico convierte el flujo de fonemas en una secuencia de palabras que pueden mostrarse en la pantalla de un ordenador o ser pronunciadas por una voz sintética a unas 60 palabras por minuto con una precisión razonable.
Otros laboratorios están desarrollando BCI más flexibles y menos invasivos. Neurosoft Bioelectronics está probando electrodos ultrafinos y suaves depositados en silicona que envuelven los pliegues de la superficie cerebral. Su tecnología se ha probado con éxito en pacientes.
La interfaz de grafeno de InBrain tiene argumentos de venta similares. Se asienta «en el córtex como un trozo de celofán sin penetrar en él», dice la CEO, Carolina Aguilar.
Su primer ensayo en humanos es inminente. Para ella, la enfermedad de Parkinson es el primer objetivo de InBrain, que aspira a desplazar a los dispositivos de estimulación cerebral profunda de «baja densidad y baja resolución» que ofrecen los gigantes de la tecnología médica Boston Scientific y Medtronic.
Comercialización
Entre las empresas estadounidenses, Synchron tiene muchas posibilidades de ser la primera en comercializar un implante BCI. Su dispositivo se inserta en un vaso sanguíneo y se deposita sobre la corteza motora, la parte del cerebro que controla el movimiento. Hasta ahora se ha probado en 10 pacientes y se prevé que los resultados finales se publiquen pronto, seguidos de un estudio clínico más amplio que la compañía espera que conduzca a la aprobación de la FDA.
Aunque el dispositivo no es tan sensible a la actividad neuronal como otros, el CEO de Synchron, Tom Oxley, afirma que la compañía puede lograr la aprobación para la comercialización más rápidamente con tecnología que no requiere cirugía cerebral.
Ninguno de los implantes está todavía lo suficientemente cerca de salir al mercado como para que su coste suponga un problema inmediato, pero los ejecutivos afirman que el precio tendrá que reflejar los beneficios potenciales que la tecnología ofrece a los pacientes con trastornos neurológicos graves cuya atención médica es muy costosa.
«La clave para crear una industria de BCI viable, además de garantizar el acceso de los pacientes, es una cobertura de seguro de los sistemas a un precio proporcional a la cantidad de dinero que cuesta desarrollarlos y entregarlos», afirma Mager, de Precision. «Esta debe ser un reembolso de seis cifras».
Matt Angle, consejero delegado de Paradromics, una empresa de Texas que desarrolla un BCI con más electrodos que un implante estándar, predice que los primeros dispositivos costarán «más de 100.000 dólares», pero «nos gustaría llegar a un coste de las interfaces cerebro-ordenador del orden de lo que cuestan hoy en día los estimuladores cerebrales profundos: digamos 30.000 dólares».
De cara al futuro, Angle cree que las aplicaciones médicas de los BCI crearán por sí solas un mercado valorado en cientos de miles de millones de dólares, aunque muchos otros expertos dicen que es demasiado pronto para saberlo. «Existe el potencial para desarrollar una docena de empresas que valgan cada una más de mil millones de dólares», dice.
Si bien estos avances dependerán de mejoras continuas en los sensores y la microelectrónica necesarios para capturar y transmitir señales cerebrales, gran parte depende de avances en computación e IA. Estos incluyen el uso de la computación en la nube y la aplicación de IA para ayudar a interpretar señales cerebrales.
