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Un nuevo implante cerebral inalámbrico restaura el movimiento, la visión y el habla

El implante cuenta con transceptor de radio, circuitos de alimentación inalámbrica, control digital y conversión de datos

Un revolucionario implante cerebral promete transformar la interacción entre humanos y computadoras, así como ampliar las opciones de tratamiento para enfermedades neurológicas como epilepsia, lesiones de médula espinal, ELA, accidentes cerebrovasculares e incluso ceguera. Según expertos de la Facultad de Ingeniería y Ciencias Aplicadas de la Universidad de Columbia (EEUU), este dispositivo podría controlar convulsiones y restaurar funciones motoras, del habla y visual.

El avance, publicado en Nature Electronics, se logra mediante un enlace de información mínimamente invasivo y de alto rendimiento que conecta directamente el cerebro con computadoras externas. Su verdadero potencial reside en su tamaño diminuto y su capacidad para transferir datos a velocidades extraordinarias.

Desarrollado por investigadores de Columbia, el Hospital Presbiteriano de Nueva York, Stanford y la Universidad de Pensilvania, este sistema, llamado BISC (Sistema de Interfaz Biológica a Cortex), utiliza un único chip de silicio para establecer una conexión inalámbrica de alto ancho de banda entre el cerebro y cualquier dispositivo externo.

El sistema BISC incluye un implante de un solo chip, una estación de retransmisión portátil y el software personalizado necesario para operar la plataforma. El chip es tan delgado que se desliza entre el cráneo y el cerebro, descansando sobre la corteza como un delicado papel de seda húmedo. Esto permite convertir la superficie cerebral en un portal de comunicación de lectura-escritura, con un ancho de banda suficiente para interactuar con inteligencia artificial y otros dispositivos externos.

Microchip

A diferencia de las interfaces cerebro-computadora actuales, que requieren grandes implantes con múltiples componentes electrónicos y conexiones invasivas, BISC integra todo en un solo chip flexible de apenas 50 micrómetros de grosor y 3 mm³ de volumen. Este microchip de microelectrocorticografía (microECoG) incluye 65.536 electrodos, 1.024 canales de registro simultáneo y 16.384 canales de estimulación, fabricados con técnicas de producción a gran escala de la industria de semiconductores.

El implante cuenta con transceptor de radio, circuitos de alimentación inalámbrica, control digital y conversión de datos, mientras que la estación repetidora alimentada por batería transfiere información a velocidades de hasta 100 Mbps, superando por más de 100 veces el rendimiento de cualquier BCI inalámbrico existente. Todo el sistema se complementa con un conjunto de instrucciones y software avanzado que permite decodificar intenciones, percepciones y estados complejos del cerebro mediante aprendizaje automático y redes neuronales profundas.

Para acelerar la aplicación práctica de esta tecnología, los equipos de Columbia y Stanford crearon Kampto Neurotech, empresa derivada liderada por el Dr. Nanyu Zeng, uno de los ingenieros principales del proyecto. La compañía trabaja en versiones comerciales del chip para investigación preclínica y busca avanzar hacia su uso en humanos.