Los implantes cerebrales están empezando a ayudar a personas con discapacidades graves a hablar e incluso a cantar casi en tiempo real. Ahora, una empresa quiere leer la mente de las personas y tratar trastornos mentales sin implantar electrodos en lo profundo del cerebro, utilizando ultrasonidos, ondas sonoras de alta frecuencia por encima del rango del oído humano.
Merge Labs, que se lanzó el mes pasado con una descripción vaga de sus objetivos, es una de las muchas empresas del floreciente mercado de las interfaces cerebro-computadora (BCI). Lo que la distingue es la inversión de 252 millones de dólares de financiadores que incluyen la empresa de inteligencia artificial OpenAI, con sede en San Francisco, California. La start-up se presenta como rival de Neuralink, la empresa de Elon Musk que fabrica dispositivos que detectan y manipulan la actividad eléctrica del cerebro y que ya se están probando en pacientes.
Nature preguntó a los investigadores quiénes son las personas que están detrás de Merge Labs y si el enfoque de la empresa se basa en una ciencia sólida.
¿Qué es Merge Labs?
Esta empresa con fines de lucro se autodenomina laboratorio de investigación, en lugar de una empresa centrada en obtener un rápido retorno de la inversión. Surgió de la organización de investigación sin fines de lucro Forest Neurotech, con sede en Los Ángeles, California.
Entre los cofundadores de Merge Labs se encuentran tres investigadores: el director científico de Forest Neurotech, Tyson Aflalo, y el director ejecutivo, Sumner Norman, y Mikhail Shapiro, investigador de BCI en el Instituto Tecnológico de California en Pasadena y asesor de Forest Neurotech. Otros cofundadores son los empresarios tecnológicos Alex Blania y Sandro Herbig, y el director ejecutivo de OpenAI, Sam Altman.
¿En qué se diferenciará el enfoque de la empresa con respecto a las BCI de Neuralink?
Merge Labs parece estar desarrollando técnicas de ultrasonido para obtener imágenes y modular la actividad cerebral. El enfoque pretende ser mucho menos invasivo que los dispositivos del estilo de Neuralink, ya que inserta sensores justo debajo del cráneo o opera a través de una ventana en el hueso, en lugar de en lo profundo del cerebro. Mientras que los dispositivos eléctricos son fijos y solo pueden interactuar donde se implantan los electrodos, las ondas ultrasónicas pueden monitorizar áreas muy amplias del cerebro y estimular múltiples sitios, lo que podría ayudar a tratar trastornos multifacéticos como la depresión, afirma Elsa Fouragnan, neurocientífica de la Universidad de Plymouth (Reino Unido), que colabora con Forest Neurotech. Al igual que Neuralink, Merge Labs parece dispuesta a utilizar la IA para descodificar la actividad cerebral.
¿Cómo interactúa el ultrasonido con el cerebro?
Las imágenes de ultrasonido convencionales funcionan como un sonar, rebotando ondas en los tejidos para crear una imagen interna del cuerpo. El ultrasonido funcional es más complejo: analiza cómo cambian la frecuencia y la amplitud del ultrasonido que regresa a medida que las ondas se dispersan en los objetos en movimiento, para detectar el movimiento de las células sanguíneas y estimar el volumen del flujo. Cuando las neuronas están muy activas, necesitan más oxígeno. Esto provoca cambios en el flujo sanguíneo que revelan la actividad cerebral, explica Fouragnan. «Creará un mapa que se verá rojo cuando haya actividad y nada si no hay actividad», dice.
El ultrasonido también se puede utilizar para estimular las neuronas. Cuando se enfocan múltiples haces en un punto, las ondas cambian la presión alrededor de las neuronas, alterando su frecuencia de disparo. Merge Labs ha insinuado la posibilidad de combinar este ultrasonido focal con un enfoque más especulativo conocido como sonogenética, que utiliza la ingeniería genética para hacer que células específicas respondan aún más a las ondas.
¿Cuáles son las desventajas del uso de ultrasonidos?
Aunque es menos invasivo que los dispositivos intracerebrales, este método sigue requiriendo una intervención quirúrgica para acceder al interior del cráneo. Y aunque los ultrasonidos pueden leer el cerebro con una alta resolución espacial (de alrededor de 0,2 milímetros), el método es relativamente lento, ya que el flujo sanguíneo es una medida indirecta de la actividad cerebral y presenta un retraso, según explica Giacomo Valle, investigador en neurotecnología de la Universidad Tecnológica Chalmers de Gotemburgo, Suecia.
«Si el objetivo es una BCI interactiva, en la que el sistema responda con la suficiente rapidez como para sentir la conexión con la intención» del paciente —por ejemplo, para descodificar su habla—, los métodos basados en el flujo sanguíneo se enfrentan a «una limitación fundamental», afirma Dimitrios Adamos, neuroinformático del Imperial College de Londres y cofundador de la empresa de BCI Cogitat.
¿Para qué tipos de usos muestra potencial esta técnica?
A pesar de los retos que plantea el uso de ultrasonidos para interactuar con el cerebro en tiempo real, Merge Labs sigue adelante con su enfoque para crear BCI. Los investigadores de la empresa han utilizado un dispositivo de ultrasonidos para interpretar los movimientos previstos de los monos y para detectar la actividad cerebral que hay detrás de acciones humanas como tocar la guitarra y jugar a videojuegos.
El ultrasonido es prometedor para otras formas de terapia más allá de las IBC. Estos dispositivos podrían ser una alternativa menos invasiva y más flexible a la estimulación eléctrica profunda del cerebro para tratar la epilepsia y afecciones que afectan a múltiples zonas del cerebro, como el tinnitus, la depresión grave, la adicción y los trastornos alimentarios, afirma Fouragnan. Los dispositivos subcraneales también ofrecerían ventajas sustanciales con respecto a los esfuerzos actuales por utilizar ultrasonidos focalizados para tratar afecciones neurológicas desde fuera de la cabeza.
Con la sonogenética, que Fouragnan califica de «muy nueva», también existe la posibilidad de ser más selectivos en cuanto a las neuronas a las que se dirige el ultrasonido. Mientras que los dispositivos eléctricos estimulan todo lo que rodea al electrodo, la sonogenética podría permitir a los investigadores utilizar haces de ultrasonido para activar neuronas específicas. Entre sus posibles usos se encuentran la restauración de la visión y el tratamiento del cáncer.
¿Dónde entra en juego la IA?
OpenAI ha afirmado que la IA «desempeñará un papel fundamental en el enfoque de Merge» y ha definido las BCI como una forma nueva y «natural» de interactuar con la IA. OpenAI afirma que colaborará con Merge en la creación de modelos científicos básicos, algoritmos de IA generativa a gran escala, para ayudar a descifrar la intención a partir de las señales cerebrales. Para Valle, el interés de las empresas de IA en las BCI «siempre es una incógnita». Los datos cerebrales son muy delicados desde el punto de vista ético y las empresas de IA suelen estar más interesadas en crear mejores modelos que en restaurar la función de las personas, afirma.
¿Hasta qué punto es especulativo este enfoque?
Los investigadores que están detrás de Merge Labs se lo toman «muy en serio» y, en lo que respecta a la ecografía funcional, «tienen una idea muy clara de lo que pueden hacer», afirma Fouragnan.
Sin embargo, la propia empresa reconoce que queda un largo camino por recorrer y afirma que está pensando «en décadas más que en años». Sin datos revisados por pares ni demostraciones que muestren una decodificación neural sólida en humanos, la mayoría de los investigadores considerarían los anuncios de Merge Lab relacionados con la BCI como «aspiracionales más que transformadores», afirma Valle. Aun así, con su escala de inversión, «todo es posible», afirma.
Elizabeth Gibney