¿Qué tan cerca estamos de la interfaz computadora-cerebro de Elon Musk?

Al igual que los griegos antiguos fantaseaban con volar, la imaginación actual sueña con fundir mentes y máquinas como un remedio para el molesto problema de la mortalidad humana.

¿La mente se puede conectar directamente a la inteligencia artificial, robots y otras mentes a través de tecnologías de interfaz cerebro-máquina para trascender nuestras limitaciones humanas?

Durante los últimos 50 años, los investigadores de los laboratorios universitarios y empresas alrededor del mundo han alcanzado un progreso impresionante para alcanzar esa meta.

Recientemente, emprendedores exitosos como Elon Musk ( Neuralink ) y Bryan Johnson ( Kernel ) han anunciado nuevas startups que buscan mejorar las capacidades humanas a través la interconexión cerebro-computadora (BCI).

¿Qué tan cerca estamos de conectar exitosamente nuestros cerebros a la tecnología? Y, ¿cuáles podrían ser las implicaciones de conectar nuestra mente?

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¿Cómo funcionan las interfaces cerebro-computadora y qué pueden hacer?

Orígenes: Rehabilitación y restauración. Eb Fetz, investigador del Centro de Ingeniería Neural Sensorimotor de la Universidad de Washington (CSNE), es uno de los primeros pioneros en conectar máquinas a mentes. En 1969, antes de que existieran incluso las computadoras personales, él demostró que los changos pueden amplificar sus señales cerebrales para controlar una aguja que se movía en un compás.

Mucho del trabajo reciente en las BCIs busca mejorar la calidad de vida de personas que están paralizadas o tienen dificultades motrices severas. Puede que hayas visto los logros más recientes en las noticias: los investigadores de la Universidad de Pittsburgh usaron señales grabadas dentro del cerebro para controlar un brazo robótico. Los investigadores de Stanford pueden extraer las intenciones de movimiento de pacientes paralizados desde sus señales cerebrales, permitiéndoles utilizar una tableta de modo inalámbrico.

De igual modo, algunas sensaciones virtuales limitadas pueden ser enviadas de regreso al cerebro al transmitir una corriente eléctrica dentro del cerebro o a la superficie del mismo. ¿Qué sucede con nuestros sentidos principales de la vista y el oído? Se han lanzado comercialmente versiones iniciales de ojos biónicos para personas con deterioro visual severo y las versiones mejoradas se encuentran en pruebas humanas en este momento. Los implantes cocleares, por otro lado, se han convertido en uno de los implantes biónicos más populares y exitosos, más de 300,000 usuarios de todo el mundo los usan para escuchar.

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Las BCIs más sofisticadas son bidireccionales, es decir, que pueden grabar y estimular el sistema nervioso (BBCI). En nuestro centro estamos explorando las BBCIs como una herramienta radical de rehabilitación para infartos y lesiones a la médula espinal. Hemos mostrado que una BBCI puede ser usada para fortalecer las conexiones entre dos regiones del cerebro o entre el cerebro y la médula espinal y desviar la información por un área lesionada para reanimar una extremidad paralizada.

Con estos éxitos hasta ahora, podrías pensar que la interfaz cerebro-computadora será el siguiente dispositivo de consumidor que todos deberán tener.

Aún es muy pronto. Pero una mirada a las últimas demostraciones de BCI revela que aún hay mucho que hacer: cuando las BCIs producen movimientos, son mucho más lentos, imprecisos y menos complejos que lo que pueden hacer las personas con sus extremidades regularmente. Los ojos biónicos ofrecen visión de muy baja resolución. Los implantes cocleares pueden llevar información auditiva limitada, pero distorsionan la experiencia de la música.Y para hacer que funcionen estas tecnologías, tienen que implantar quirúrgicamente los electrodos, algo que mucha gente no consideraría ahora.

Sin embargo, no todas las BCI son invasivas. Las BCIs no invasivas que no requieren de cirugía si existen; típicamente se basan en grabaciones eléctricas desde el cuero cabelludo y se han usado para demostrar el control de cursores, sillas de ruedas, e incluso la comunicación entre cerebros.

Pero todas estas demostraciones han sucedido dentro del laboratorio, donde las salas son silenciosas, los sujetos de prueba no están distraídos, la preparación técnica es larga y metódica y los experimentos duran solo lo suficiente para mostrar que el concepto es posible. Está probado que es muy difícil hacer estos sistemas suficientemente rápidos y robustos para ser de uso práctico en el mundo real.

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Incluso con los electrodos implantados, otro problema con tratar de leer mentes surge del modo en que nuestros cerebros están estructurados. Sabemos que cada neurona y sus miles de vecinos conectados forman una red cambiante e inimaginablemente larga. ¿Qué podría significar esto para los neuroingenieros?

Imagina que tratas de entender una conversación entre un gran grupo de amigos sobre un tema complejo, pero solo puedes escuchar a una persona. Podrías llegar a entender a grandes rasgos el tema de la conversación, pero definitivamente no los detalles y sutilezas de la discusión completa.

Ya que hasta nuestros mejores implantes solo nos permiten escuchar pocos parches del cerebro a la vez, podemos hacer algunas cosas impresionantes, pero no estamos ni cerca de entender la conversación entera.

Este lenguaje nativo electroquímico puede ser interpretado por medio de circuitos eléctricos, pero no es muy sencillo. De igual modo, cuando le contestamos al cerebro usando estimulación eléctrica, lo hacemos con un “acento” técnico. Esto dificulta que las neuronas entiendan lo que busca lograr esta estimulación en medio de toda la demás actividad neuronal.

Finalmente, existe el problema del daño. El tejido cerebral es suave y flexible, mientras que la mayoría de nuestros materiales conductores, los cables que conectamos al cerebro, tienden a ser rígidos. Esto significa que los electrónicos implantados pierdan efectividad con el tiempo. Las fibras flexibles biocompatibles y disposiciones podrían ayudar eventualmente en este respecto.

Co-adaptar, cohabitar. A pesar de estos retos, somos optimistas sobre nuestro futuro biónico. Las BCI no tienen que ser perfectas. El cerebro se adapta sorprendentemente y es capaz de aprender a usar las BCIs de modo similar a como aprendemos nuevas habilidades como manejar un auto o utilizar una pantalla touch. Similarmente, el cerebro puede aprender a interpretar información sensorial nueva inclusive cuando es recibida de modo no invasivo, por ejemplo, usando impulsos magnéticos.

Finalmente creemos que una BCI bidireccional “coadaptativa”, en donde los electrónicos aprenden con el cerebro y se comunican constantemente durante el proceso de aprendizaje, podrían probar ser un paso necesario para construir el puente neuronal. Crear esas BCIs bidireccionales es la meta de nuestro centro.

Del mismo modo, estamos emocionados por los éxitos recientes en el tratamiento focalizado de enfermedades como diabetes usando “electrocéuticos”, pequeños implantes experimentales que tratan la enfermedad sin medicamentos al comunicar instrucciones directamente a los órganos internos.

nullLos investigadores también han descubierto nuevas formas de superar la barrera de lenguaje eléctrico-bioquímica. Un “cordón neural” inyectable, por ejemplo, podría ser una manera prometedora de permitir gradualmente que las neuronas crezcan junto a los electrodos implantados en lugar de rechazarlos. Las sondas flexibles de nanohilo, las matrices flexibles neuronales y las interfaces de carbón también podrían permitir que las computadoras biológicas y tecnológicas coexistan felizmente en nuestros cuerpos en el futuro.

De asistir a aumentar. La nueva startup de ElonMusk, Neuralink ha establecido que la meta última de mejorar a los humanos con lsaBCIs es dar a nuestros cerebros un empujón en la carrera armamentista entre los humanos y la inteligencia artificial.

Él espera que, con la habilidad de conectar nuestras tecnologías, el cerebro humano podrá mejorar sus propias habilidades, posiblemente permitiéndonos evitar un posible futuro distopiano en el que la IA ha sobrepasado las capacidades naturales humanas. Esa visión probablemente parezca lejana o fantasiosa, pero no debemos rechazar una idea solo por su extrañeza. Después de todo, los vehículos autónomos estaban relegados a la ciencia ficción hace una década y media, y ahora comparten nuestros caminos.

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En un futuro más cercano, mientras las interfaces cerebro-computadora vayan más allá de restaurar la función en las personas discapacitadas a aumentar a los individuos sin discapacidad más allá de su capacidad humana, necesitamos estar sumamente conscientes de una serie de problemas relacionados con el consentimiento, privacidad, identidad, agencia e inequidad. En nuestro centro, un equipo de filósofos, médicos e ingenieros trabajan activamente para solucionar estos problemas de tipo ético, moral y justicia social y ofrecer una normatividad neuroética antes de que el campo progrese más allá.

Conectar nuestros cerebros directamente a la tecnología podría finalmente ser una progresión natural de cómo los humanos se han adelantado a sí mismos con la tecnología con el paso de los años, de usar ruedas para sobrepasar nuestras limitaciones bípedas a hacer anotaciones en tabletas de barro y papel para aumentar nuestra memoria.

Al igual que las computadoras, smartphones y visores de realidad virtual actuales, las BCIs aumentadoras, cuando lleguen finalmente al mercado del consumidor, será algo exhilarante, frustrante, arriesgado y, al mismo tiempo, lleno de promesas.

James Wu es un estudiante de posgrado en bioingeniería e investigador en el Centro de Ingeniería Neural Sensorimotor de la Universidad de Washington. Rajesh P. N. Rao es un profesor de ciencias de la computación e ingeniería y director del Centro de Ingeniería Neural Sensorimotor de la Universidad de Washington.