Neuralink: ¿Qué pueden hacer realmente las interfaces cerebro-máquina?

1 / Qué pueden hacer las interfaces "no invasivas"

[Article initialement publié le 06/08/2019] Como sugiere su nombre, las interfaces cerebro-máquina "no invasivas" no requieren sin cirugía : simplemente se colocan en el cráneo. Sin embargo, estos dispositivos ya permiten muchas hazañas en particular. realizar ciertos gestos. "Si nos imaginamos moviendo el brazo derecho, la actividad cerebral vista desde el exterior será más o menos la misma que se genera cuando realmente movemos el brazo derecho, explica Maureen Clerc, directora de investigación de Inria. Por lo tanto, una interfaz puede detectar este "comando" para transmitirlo.Este tipo de interfaz se dice que es activa, pero también existen sistemas “pasivos” (la interfaz monitorea continuamente la actividad cerebral del usuario y adapta un parámetro dependiendo, por ejemplo, de la velocidad de una máquina). También hay interfaces del tipo "reactivo" que se utilizan, entre otras cosas, para Permitir a los usuarios ingresar oraciones. "La actividad cerebral de una persona cambia cuando un estímulo le interesa. Si se muestran letras frente a un paciente, algunas interfaces podrán detectar cuáles le interesan ”, especifica Maureen Clerc.

Sus límites: Interfaces no invasivas no son muy precisos. "Pueden detectar en qué lado del brazo estás pensando, no diferenciar un movimiento entre los dedos índice y medio.”, Confía François Vialatte, profesor de ESPCI y jefe del equipo de interfaz cerebro-máquina. Otro punto de mejora en el que están trabajando los investigadores: hacer que estos cascos sean más rápidos de poner (por ahora, la instalación es algo laboriosa especialmente porque se debe aplicar gel en el cráneo del usuario para que el sistema funcione correctamente). "Finalmente, hay que ver que no siempre es fácil para el usuario tener que imaginarse moviendo un brazo para desencadenar la acción, todavía lleva bastante tiempo, y para las personas con discapacidades de nacimiento, imaginar el movimiento puede ser complicado”, Subraya Maureen Clerc

2 / Qué se puede hacer con interfaces invasivas

Existen diferentes tipos de interfaces invasivas, pero en los humanos a menudo son electrodos implantados debajo del cráneo, en la superficie del cerebro o incluso dentro de este último. Contactada por nosotros, la empresa Blackrock Microsystems especializada en este sector nos dice “EPor lo general, lo único visible fuera del cuerpo es un conector en la cabeza, que se puede conectar mediante un cable a una computadora cuando el paciente está usando la interfaz.”. ¿El interés de pasar por sistemas invasivos? Son más receptivos y mucho más precisos. La interfaz no se contenta aquí con detectar un comando simple como "qué brazo levantar", permite controlar un brazo robótico de una forma mucho más natural. "Hemos visto grandes logros en este ámbito: demostraciones de pacientes implantados que lograron servirse una bebida, colocar delicadamente un objeto algo pesado en un estante estrecho, agarrar una barra de chocolate y llevárselo a la boca, etc.. ”Dice Jérémie Mattout, investigador de Inserm, en el Centro de Investigación de Neurociencias de Lyon. Estas interfaces también ofrecen una posibilidad extraordinaria: la de estimular el cerebro para "restaurar" el significado. "Cuando Jen Collinger y Rob Gaunt utilizaron nuestro equipo para permitir que Nathan Copeland estrechara la mano del presidente Obama, transmitieron la sensación de tocar el cerebro de Nathan a través del brazo robótico. Requiere estimular las neuronas en las áreas del cerebro derecho en el momento adecuado.”, Nos dicen los equipos de Blackrock.

La empresa también nos confía trabajar en interfaces que ayudarían a Restaurar cierto grado de visión en personas ciegas. En el campo de la comunicación, las interfaces invasivas también tienen ventajas. El grado de precisión es realmente incomparable con los dispositivos no invasivos. "En particular, pueden detectar fonemas. Por ejemplo, la tabla de palabras comienza con el fonema ta. Si un paciente imagina este fonema, una interfaz puede decodificarlo”, Analiza François Vialatte.

Sus límites: Los desafíos aquí son muchos. Las disparidades fisiológicas entre individuos, por ejemplo, restringen el campo de aplicación de estos dispositivos. "En el cerebro humano hay invariantes pero también variantes. De modo que si dos personas piensan en la palabra tabla, no sean las mismas redes las que se activarán. Si quisiéramos leer la mente de alguien, tendríamos que poner sensores en todo su cerebro y poder interpretar estas señales., confía François Vialatte antes de concluir “Por ahora, no podemos y no se dice para nada que algún día seremos”. Sin embargo, el punto más crítico en el campo de las interfaces invasivas ya será “demostrar su inocuidad a largo plazo "dice Andrew Hires, profesor asistente de neurobiología en la Universidad del Sur de California. Por el momento, de hecho, solo se han implantado en humanos en un entorno experimental y durante períodos limitados. "Deben tenerse en cuenta otros parámetros. Las consecuencias de un impacto en el lugar donde se encuentran estos dispositivos pueden, por ejemplo, ser muy graves ” subraya François Vialatte.

Otro gran problema destacado por este conferencista de ESPCI: la durabilidad de las interfaces invasivas. "Se produce una reacción inflamatoria en el cerebro. Las células gliales se adhieren a los electrodos. Y las telas se alejan poco a poco. El resultado es que los electrodos generalmente captan las señales mucho peor después de un tiempo ". Ahora, por supuesto, la viabilidad de tales dispositivos solo se puede establecer si no requieren regresar a la mesa de billar a intervalos regulares, con todos los los riesgos que conllevan tales transacciones. Sobre el tema, la empresa Blackrock Microsystems señala, sin embargo, que las cosas están cambiando: “Finalmente estamos empezando a ver que estos dispositivos salen del campo puramente académico, para acercarnos a los dispositivos médicos utilizables."

Después de haber mantenido vivo el misterio durante dos años, Elon Musk y los equipos de Neuralink terminaron desvelando el fruto de su trabajo: una interfaz cerebro-máquina basada en pequeños cables cubiertos de electrodos y más finos que el cabello. Un dispositivo que se supone puede procesar un mayor volumen de datos. Si Musk lo ve como una herramienta que puede a largo plazo Para "aumentar" la gente común, El objetivo principal de Neuralink es más realista y menos controvertido: ayudar a las personas con discapacidades a controlando las máquinas pensando.

Y la tecnología desarrollada en este proyecto no deja de tener interés. Contactado por nosotros, Jérémie Mattout, investigador de Inserm, juzga que si bien es necesario, por supuesto, esperar la confirmación de los anuncios de Neuralink a través de una publicación en una revista internacional con un comité de lectura, los anuncios realizados son bastante interesantes: “Miniaturizaron los electrodos y los hicieron flexibles, lo que podría conducir a implantes más seguros al tiempo que aumentaba el número de puntos de medición.. ”El hecho de que Neuralink tomara la iniciativa de trabajar en un cirujano robot también podría hacer que el procedimiento de implantación de electrodos sea más rápido, sencillo y seguro. Otro punto notable: "la miniaturización del chip ASIC que combina y digitaliza señales eléctricas”, Señala Andrew Hires de la Universidad del Sur de California.

Límites: Todavía hay muchas preguntas importantes que Neuralink tendrá que responder. "La compañía tendrá que demostrar que su dispositivo es seguro para los humanos. Y también que es duradero”, Resume Andrew Hires. Recuerde que el dispositivo aún no ha sido probado en humanos. Por lo tanto, el primer desafío de Neuralink será obtener la aprobación de la Administración de Drogas y Alimentos de los Estados Unidos para implantar un paciente humano. Otro gran desafío será hacer que funcionen los sistemas de transmisión de energía y inalámbricos (por ahora, solo funciona a través de USB-C). Por lo tanto, los equipos de Neuralink todavía tienen trabajo por hacer antes de que su producto tenga la oportunidad de comercializarse.