Presente y futuro de los implantes cerebrales

By domingo, octubre 05, 2014 ,

implantes cerebrales

Los implantes cerebrales están hoy en día en el lugar donde se encontraba la cirugía láser para la vista hace algunas décadas. Estos implantes en la actualidad presentan riesgos y tienen sentido sólo para un grupo reducido de pacientes, pero son una señal de lo que viene.

¿Qué daría Usted por tener un chip de memoria, conectado al hipocampo de su cerebro, que le permita recordar perfectamente todo lo que lee? ¿O por un implante coclear de próxima generación que lo deje escuchar cualquier conversación en un restaurante ruidoso? ¿O por un chip en la retina que le permita ver en la oscuridad? Parece ciencia ficción, pero quizás no por mucho tiempo más.

Las neuroprótesis cambian la forma en que percibimos y nos desplazamos en el mundo, son aparatos que restablecen o suplementan las capacidades de la mente con electrónicos insertados directamente en el sistema nervioso.

El primer implante de retina, fabricado por la empresa Second Sight, fue aprobado el año pasado por la Administración de Alimentos y Medicamentos de Estados Unidos.

Como los implantes cocleares usados en los oídos de más de 300.000 personas con problemas de audición en el mundo, las neuroprótesis no son nuevas, se comercializan desde hace tres décadas.

Ambas tecnologías explotan el mismo principio: un dispositivo externo, ya sea un micrófono o una cámara de video, captura sonidos o imágenes y las procesa, y utiliza los resultados para impulsar un grupo de electrodos que estimulan el nervio auditivo u óptico, aproximando el resultado que se produce naturalmente desde el oído o el ojo.

La estimulación eléctrica también puede mejorar algunas formas de memoria, como mostraron en un artículo publicado en 2012, el neurocirujano Itzhak Fried y sus colegas de la Universidad de California en Los Ángeles. Con un sistema similar a un videojuego, se les enseñó a siete pacientes a navegar un entorno de ciudad virtual con un joystick, donde debían buscar y llevar pasajeros a lugares determinados. La estimulación eléctrica apropiada al cerebro durante el juego aumentaba su precisión y velocidad para cumplir los objetivos.

Otro tipo de implante que es usado por miles de pacientes con el mal de Parkinson en todo el mundo envía pulsos eléctricos al cerebro, activando algunas de las vías involucradas en el control motriz. Aunque el aparato no detiene el avance de la enfermedad, el efecto es reducir o incluso eliminar los temblores y el movimiento rígido que son síntomas tan prominentes del Parkinson.

No todos los implantes cerebrales funcionan al estimular directamente el cerebro.

Se realizan pruebas experimentales para comprobar la eficacia de ese tipo de "estimulación cerebral profunda" para tratar otras enfermedades.

Algunos leen las señales del cerebro para interpretar, por ejemplo, las intenciones de un usuario paralizado. A la larga, los sistemas neuroprostéticos podrían intentar hacer ambas cosas, al leer los deseos de un usuario, realizar una acción como una búsqueda web y luego enviar los resultados de vuelta al cerebro.

Hoy, las interfaces efectivas entre el cerebro y la máquina deben ser conectadas directamente al cerebro para tomar las señales que provienen de pequeños grupos de células nerviosas. Pero nadie sabe cómo fabricar aparatos que escuchen a las mismas células nerviosas por tanto tiempo, debido a cuestiones mecánicas y biológicas.

¿Qué tan cerca estamos de tener aparatos tan maravillosos? En primer lugar, científicos, médicos e ingenieros deben encontrar formas más seguras y confiables de insertar sondas en los cerebros de las personas. Por ahora, la única opción es perforar pequeños agujeros en el cráneo e insertar electrodos largos y delgados hasta que llegan a destino en las profundidades del cerebro. Esto implica riesgos de infección, ya que los cables se extienden a través de la piel, y de hemorragia cerebral interna, lo que podría ser devastador e incluso fatal.

Muchos neuroingenieros jóvenes e inteligentes intentan superar estos obstáculos. Pero la pregunta real no es tanto si se puede hacer algo así, si no cómo y cuándo. ¿Cuántos avances en ciencia de materiales, química, biología molecular, ingeniería de tejidos y neurociencia necesitaremos? ¿Llevarán una década, dos, tres o más? Cuando eso suceda, los implantes neurales podrían ser absolutamente transformadores para millones de pacientes.

Asumiendo que se logren superar estas barreras de bioingeniería, el próximo reto será interpretar la información compleja de los 100.000 millones de diminutas células nerviosas que componen el cerebro. Ya podemos hacerlo en forma limitada.

Los avances en biología molecular, neurociencia y ciencia de materiales llevarán casi con certeza, con el tiempo, a implantes más pequeños, inteligentes, estables y de menor consumo de energía. Estos aparatos podrían interpretar directamente la enorme cantidad de actividad eléctrica dentro del cerebro. Por ahora, son una abstracción, pero algún día eso cambiará.

Cuando la tecnología haya avanzado lo suficiente, los implantes dejarán de orientarse estrictamente a reparar algo y pasarán a mejorar el desempeño de gente saludable. Se usarán para mejorar la memoria, la concentración mental, la percepción y el estado de ánimo.

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