Interfaces cerebro-computadora: ¿Qué son y por qué estamos escuchando sobre ellas ahora?

Alimentar a los monos, ver películas con gatos, jugar videojuegos, suena como un buen día libre, ¿verdad? Sin embargo, si eres un neurocientífico, se parece mucho al último medio siglo de investigación sobre la conexión del cerebro humano a las computadoras.

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

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

Por compleja que sea la implementación real, el concepto detrás de una ICC es bastante básico. Las neuronas de tu cerebro se envían señales eléctricas entre sí cuando haces algo. Usando electrodos dentro o sobre el cráneo, podemos detectar estos picos, digitalizarlos, averiguar qué está haciendo el cerebro y traducir esa actividad en alguna 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 solo un pensamiento. Esta conexión también funciona en ambos sentidos. Podemos codificar información digital como señales eléctricas legibles por el cerebro y enviarlas, proporcionando un tipo de entrada sensorial.

Procesamiento de señales Bci

Las BCI generalmente se dividen en tres categorías principales: invasivas, parcialmente invasivas y no invasivas. Como sugieren los nombres, los BCI invasivos se implantan directamente en el cerebro, lo que les proporciona la mejor “recepción” en términos de poder recoger información detallada sobre qué neuronas están haciendo qué.

Los BCI 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 intensos desde el punto de vista quirúrgico y aún bastante eficientes.

Las BCI no invasivas no están adheridas a la cabeza en absoluto. Probablemente los haya visto antes en forma de gorros de goma con electrodos. Son los más fáciles de usar, pero debido a que están más lejos del cerebro y en el cráneo en el camino, las ondas generadas por las neuronas que disparan no llegan tan bien, lo que significa que los datos son más ruidosos y no permiten control con tanta precisión como los implantes en el cerebro.

¿Qué hemos hecho con las BCI hasta ahora?

El objetivo principal de esta investigación no es crear un ser humano mejorado con IA con poderes telepáticos de Internet. Eso probablemente sucederá, pero el objetivo es más un efecto en cadena resultante de la investigación médica en cosas como el tratamiento de la parálisis, ceguera, sordera, mudez, convulsiones y otros problemas del sistema nervioso central / sensorial, que están impulsando muchos de los problemas. investigación actual sobre interfaces cerebro-computadora.

Implante coclear Bci

Implantes cocleares, por ejemplo, ya lo utilizan 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 al cerebro -Señales legibles de máquinas.

Los implantes de retina, aunque todavía no son tan comunes, ya están devolviendo la visión limitada a quienes la han perdido. Las personas incluso han utilizado con éxito las señales cerebrales para controlar brazos y piernas robóticos, como Juliano Pinto, un parapléjico que hizo el saque inicial en la Copa del Mundo de Brasil 2014 usando un exoesqueleto controlado por la mente.

Diagrama De Brazo Robot Bci Monkey

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

Ya en 1969, los científicos pudieron hacer que los monos movieran la aguja en un dial usando solo señales cerebrales. Para 2008, estaban usando sus cerebros para controlar los brazos del robot que les traían comiday, en 2011, los monos movían brazos robóticos mientras reciben retroalimentación a la parte de sus cerebros responsable del control del brazo, como si estuvieran captando señales de uno de sus brazos reales. En 2016, los monos lograron velocidades de escritura de doce palabras por minuto utilizando implantes neuronales, deletreando frases de Shakespeare como “Un plátano con cualquier otro nombre olería tan dulce”.

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

Bci Monkey con brazo robótico

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

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

Esta lista podría continuar fácilmente: la gente está escribiendo, moviendo ratones en las pantallas, conduciendo automóviles, twitteando, enviándose mensajes silenciosos entre sí a través de Internet, pilotando drones, controlando televisores inteligentes y más. Esta tecnología se dirige en algunas direcciones interesantes, como lo demuestra la gran cantidad de nuevas empresas que implementan grandes ideas.

Neuralink

Implante Bci Neuralink

Este proyecto acapara muchos titulares y por una buena razón: Neuralink es probablemente el BCI parcialmente invasivo más pequeño, liviano y fácilmente implantable que existe, y no sacrifica mucho en términos de funcionalidad. Así es como funciona:

  • Neuralink usa una herramienta robótica para implantar pequeños hilos (1/10 del ancho de un cabello humano) en el cerebro. Actualmente, esto requiere perforar pequeños orificios, pero es posible que se use 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.
  • Esos 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.
Aplicación para smartphone Bci Neuralink

Los ensayos en ratas y monos ya han tenido éxito, según Neuralink, y su objetivo es comenzar pronto los ensayos en humanos. Los primeros destinatarios serán personas que tengan una necesidad médica del dispositivo, pero Elon Musk no ha ocultado su deseo de crear eventualmente una cooperación humano-IA a través de este tipo de interfaz cerebral. El producto final podrá conectarse y controlar teléfonos inteligentes y otros dispositivos, y a medida que la tecnología mejore, es probable que veamos muchas otras aplicaciones.

BrainGate

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

Emotiv

Bci Emotiv Epoch +

Dado que no es probable que muchas personas hagan fila para que les taladren agujeros en la cabeza, tiene sentido que un BCI no invasivo disponible comercialmente sea un buen primer paso. Eso es exactamente lo que Emotiv hace. Sus auriculares EEG (electroencefalógrafo) pueden captar señales de su cerebro, lo que le permite analizar su propia actividad mental, controlar dispositivos o incluso obtener información sobre cómo los consumidores utilizan los productos. Es relativamente económico, produce datos de grado de investigación y todo lo que tiene que hacer es ponérselo.

Neurable

Como Emotiv, Neurable está tomando la ruta no invasiva, comercializando sus auriculares como formas de manos libres y sin voz para controlar el mundo digital. Algo que los distingue es su enfoque en la tecnología de realidad virtual como una forma de permitir juegos, entrenamiento y control digital controlados por la mente, lo que podría ser bastante útil como una forma de entrenar a su cerebro para que capte rápidamente nuevos patrones, como adaptarse a lo virtual. extremidades.

Estos son solo algunos de los proyectos actuales que se están llevando a cabo en el espacio de la interfaz cerebro-computadora. Como cualquier 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 Diadema para mejorar el estudio de BrainCo a Chips de almacenamiento de memoria alimentados por IA de Kernel.

¿Qué tan lejos estamos de que las ICC sean la norma?

Probablemente no instalará un Neuralink en el corto plazo. A pesar de su pequeño tamaño, hacer un agujero en la cabeza parece un gran salto. Sin embargo, el mercado de los cascos de electroencefalograma no invasivos está empezando a crecer y algunos cascos disponibles comercialmente tienen un precio algo razonable.

Eventualmente, estos pueden ser lo suficientemente confiables como para usarlos como parte de su pila de tecnología normal, pero puede llevar algún tiempo. Sin embargo, las BCI están mejorando y miniaturizándose más rápido que nunca, como lo demuestra Neuralink, por lo que es totalmente concebible que en el futuro instalar un enlace cerebro-computadora sea algo similar a, como dice Elon Musk, hacerse LASIK. No todo el mundo lo hará, pero será un procedimiento relativamente trivial si es algo que necesita.

Créditos de imagen: Implante coclear Blausen 0244, Emotiv Epoc +, BCI basado en EEG, Una plataforma integrada de interfaz cerebro-máquina con miles de canales, Mono usando un brazo robótico, Interfaz cerebro-computadora (esquema)

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