De la ciencia ficción a la realidad: la promesa de la neurocomputación y las interfaces cerebro-computadora (BCI)

Se acerca un momento en el que tus pensamientos serán la única actividad que necesitas para hacer las cosas.

¿Alguna vez has estado tan absorto en el trabajo que no quieres mover un músculo? No está dispuesto a utilizar su voz porque siente que las ideas se le escaparán una vez que lo haga.

Entonces, ¿qué haces cuando de repente deseas que tus canciones favoritas estén sonando en ese momento, pero te da pereza levantar el teléfono o llamar la atención de Siri para que active tu lista de reproducción?

Si tan solo tus pensamientos pudieran hacer las órdenes, ¿verdad?

Aquí estás pensando: "Siri, ponme 'Easy on Me' de Adele" y segundos después el sonido llena tu espacio de trabajo. Entonces piensas: "No, demasiado bajo. Siri, aumenta el volumen a 10" y el volumen se ajusta perfectamente para adaptarse perfectamente a lo que tienes en mente.

Solo tu cerebro procesa órdenes sin ningún esfuerzo de tu boca. Supongo que esto puede verse como un gran avance en la historia de la neurociencia... ¡o probablemente no!

Averigüemos qué significa esto para el mundo colectivamente.

¿Qué es exactamente la neurocomputación?

La neurocomputación es una rama de la neurociencia que se ocupa del examen de patrones y actividades cerebrales. Es un subcampo de la neurociencia cognitiva que estudia científicamente los mecanismos biológicos y las reacciones del cerebro ante diferentes experiencias.

El término se aplica al proceso de lectura, análisis e interpretación de las actividades cerebrales mediante la utilización de sensores cerebrales y un marco de imágenes para examinar cómo reacciona nuestro cerebro en respuesta a diferentes emociones. Esto suele realizarse mediante el uso de un dispositivo de interfaz cerebro-computadora.

El marco, en este caso, se llama "tríada", un proceso de tres pasos de evaluación de emociones, valoración sensorial-motora y conocimiento del significado.

Con la introducción de Al, los neurocientíficos alcanzaron un nuevo hito en los estudios de la actividad cerebral.

El auge de la neurocomputación

¿Habrías imaginado alguna vez que algún día el contenido de tus pensamientos podría ser leído por dispositivos?

¿Ciencia ficción? ¡Seguro! ¿Por qué no? Vemos mucho de eso. ¿Pero la realidad? Eso es casi imposible (o eso pensábamos). Los detectores de mentiras eran los que más leían la mente, pero nunca pueden detectar cuáles son tus pensamientos palabra por palabra.

Sin embargo, la tecnología siempre parece asombrarnos a medida que pasa el tiempo porque la tecnología que alguna vez pensamos que solo existía en las películas está aquí.

El uso de dispositivos controlados por ondas cerebrales para leer la mente comenzó con la invención del electroencefalograma (EEG) en el siglo XX. La historia cuenta que el psiquiatra alemán Hans Berger creó el Primer registro cerebral EEG en neurocirugía.

Estos dispositivos, equipados con sensores, se utilizaron principalmente para monitorear y registrar la actividad cerebral de un paciente. Cuando se colocan en el cuero cabelludo, los sensores captan señales eléctricas producidas por el cerebro, que pueden interpretarse.

Alrededor de 2008, el EEG centrado en el consumidor se comercializó para uso público. neurocielo y Emotivo —ambas empresas de tecnología— estuvieron entre los primeros actores en esta escena cuando lanzaron auriculares EEG con la promesa de crear videojuegos controlados mentalmente.

Además, comenzó a probarse en otras áreas además de los videojuegos, como cómo podría usarse para controlar su teléfono u otras actividades por parte de empresas como cerebro y Musa .

Alivio de la tecnología de interfaces cerebro-computadora

Empresas innovadoras y avanzadas como Meta y Neuralink lo lograron con su investigación sobre interfaces cerebro-computadora (BCI), una tecnología que puede captar pensamientos directamente de las neuronas cerebrales y traducirlos en palabras. Esta tecnología utiliza algoritmos de inteligencia artificial para leer la actividad cerebral y decodificar las emociones en palabras.

Entre 2017 y 2019, Meta comenzó a financiar investigación sobre esta tecnología . En marzo de 2022, los investigadores de la UCSF, financiados por Nature Neuroscience, lograron la decodificación de cerebro a texto con una tasa de error promedio de tan solo el 3% cuando se probó con vocabularios de hasta 300 palabras, un gran avance con respecto a estudios anteriores.

Al mismo tiempo, Neuralink de Elon Musk ya está haciendo grandes progresos con sus hilos flexibles y ultrafinos que pueden implantarse directamente en el cerebro, permitiendo al usuario controlar sus aparatos/dispositivos con sus pensamientos. Esto ya se está probando en parapléjicos.

La tecnología ha sido muy bien recibida por los pacientes paralíticos que necesitan recuperar un buen nivel de control sobre sus vidas. Neuralink ya ha comenzado a probar los hilos cerebrales en parapléjicos.

Estudio de caso de neurocomputación

Aunque este concepto tecnológico parece algo nuevo, la neurocomputación lleva años en fase de investigación y desarrollo, y ya se están produciendo dispositivos para vuelos de prueba.

Las posibilidades de lectura de la mente y dispositivos controlados por ondas cerebrales son infinitas. Los científicos continúan buscando formas de integrarlos en nuestras vidas, experimentando en varios sectores con el posible uso de dispositivos EEG y BCI no invasivos.

Muchos de estos experimentos son a menudo procedimientos destinados a ayudar a las personas con discapacidad física y mental a comunicar sus necesidades y obtener cierto control sobre sus vidas.

Avance en el Centro de Inteligencia Artificial centrado en humanos GrapheneX-UTS: El mundo no es nuevo en los casos de pacientes que no pueden hablar debido a enfermedades, parálisis, derrames cerebrales o simplemente por haber nacido de esa manera. Entonces, cuando, por primera vez en la historia, investigadores del Centro de Inteligencia Artificial Centrado en Humanos GrapheneX-UTS de la Universidad Tecnológica de Sydney inventaron un dispositivo portátil no invasivo que podía traducir pensamientos en palabras, se consideró un gran avance en la neurocomputación. .

En ese momento, sin embargo, la precisión era cuestionable, pero una vez logrado el objetivo inicial, solo se necesitarían más años de desarrollo para aumentar su índice de precisión. Ya encontramos a Meta y Neuralink asumiendo esta tarea con BCI e hilos de electrones.

La evolución de la neurocomputación también hace posible una comunicación fluida entre humanos y máquinas, ya sean nuestros dispositivos, robots o prótesis de brazos.

El evento inaugural de la Copa Mundial FIFA 2014: La historia de la neurocomputación y los dispositivos controlados por el cerebro dejó una huella notable en la Copa Mundial FIFA 2014 cuando, por primera vez, el evento simbólico de inicio del torneo fue dirigido y completado por un hombre parapléjico que utiliza una tecnología avanzada de movilidad asistida: un exoesqueleto controlado por el cerebro.

Esta tecnología, por El proyecto Caminar de nuevo , una invención colaborativa de más de 100 científicos de todo el mundo, utilizó un conjunto de electrodos no invasivos para leer las señales cerebrales del parapléjico y transmitirlas al exoesqueleto liviano que desencadenaba movimientos que ayudaron al hombre a completar el saque inicial con éxito. .

El paralizado Ian Burkhart recuperó la movilidad: el mismo año del evento de inauguración de la Copa Mundial de la FIFA, el director del Centro de Neuromodulación de la Universidad Estatal de Ohio, Dr. Ali Rezai, realizó un cirugía que cambia la vida sobre Ian Burkhart, tetrapléjico de 26 años.

La cirugía implicó implantar un pequeño microchip de 4 x 4 mm en la corteza motora de Burkhart, utilizado junto con una funda eléctrica y algoritmos especialmente diseñados. Esto permitió que los sensores activaran sus pensamientos para controlar sus manos y dedos sin pasar por su médula espinal dañada. Fue un éxito.

Este no es el único implante cerebral exitoso en la historia de la neurocomputación; un hombre paralizado de los hombros para abajo también ha podido recuperar el control de sus músculos paralizados evitando la médula espinal lesionada con el Implantación de dos conjuntos de electrodos de 96 canales del tamaño de una aspirina. en su corteza motora.

Otros avances notables: Los dispositivos EEG y BCI están contribuyendo en gran medida a mejorar la calidad de vida de las personas discapacitadas.

Pero no podemos decir que los dispositivos controlados por el cerebro y que leen la mente sean sólo para enfermos y discapacitados. Estos dispositivos también podrían utilizarse para realizar otras tareas/actividades por el bien de todos:

• BBC y This Place se unieron para crear unos auriculares para leer la mente que permitieran al usuario controlar la mente. BBC iPlayer con sus pensamientos: adiós a los controles remotos.
• Un equipo dirigido por un profesor asociado de la Escuela de Graduados en Ciencia y Tecnología Convergentes KU-KIST de la Universidad de Corea, Suk-Won Hwang, desarrolló las gafas electrónicas .

Este prototipo de anteojo se compone de sensores de electrodos flexibles ubicados entre los oídos y los ojos del usuario. Primero, los electrodos constan de un EEG para monitorear la actividad eléctrica del cerebro y un electrooculograma (EOG) para rastrear los movimientos oculares y transmitir ambos desde las gafas a un dispositivo para su procesamiento e interpretación.

Estas gafas se pueden utilizar para controlar la salud mental del usuario, ayudarle a controlar los juegos con los ojos y activar y desactivar el modo de gafas de sol cuando el usuario lo necesite.

• Nissan y la NASA están trabajando juntos para construir una tecnología de automóvil robot autónomo llamada Sentido mental que puede leer, monitorear y medir la actividad cerebral de un conductor para saber si está alerta para conducir o no.

• En un giro emocionante de las cosas, en 2013, a la NASA se le ocurrió la loca idea de utilizar BCI para controlar rovers planetarios . Junto con científicos de la Universidad de Essex, lanzaron un proyecto para controlar una nave espacial virtual con la mente.

  
  

• A Carrera de drones cerebrales La competencia fue organizada en 2016 por neurocientíficos de la Universidad de Florida, una competencia en la que los pilotos pilotaban sus drones hasta la línea de meta usando sus mentes.

Y la lista sigue y sigue ...

Pero como cualquier otra tecnología y cosa que existe, siempre habrá pros y contras que considerar.

Las consideraciones éticas de la neurocomputación

La neurocomputación es una tecnología que ya está transformando vidas, especialmente para los parapléjicos, quienes, en muchos casos, han podido obtener partes del cuerpo robóticas que pueden controlarse con la mente o evitar lesiones de la médula espinal para estimular el movimiento de sus cuerpos a través de implantes de neuronas cerebrales. .

Las personas que no podían hablar ahora pueden comunicar sus sentimientos y lo que quieren/necesitan e interactuar a través de dispositivos para leer la mente. Para todas las demás personas, organizaciones y empresas capacitadas que deseen aplicar estos dispositivos en su vida diaria o en sus diversos sectores, es muy posible. Puede aportar "facilidad" a ciertas actividades y, tal vez, crear un mundo más tranquilo.

Sin embargo, la implantación de BCI invasivas en el cerebro implica un procedimiento quirúrgico que es casi demasiado arriesgado para ser considerado. El cerebro es un órgano frágil; dañarlo puede provocar anomalías mentales o incluso muerte cerebral.

Como tal, el riesgo de los implantes cerebrales hace que esta tecnología sea inverosímil para humanos completamente funcionales. Los parapléjicos, en cambio, pueden apostar por estos procedimientos en la búsqueda de tener una mejor calidad de vida.

Una situación delicada, pero si eso es lo que necesitan para no quedarse atrapados en un mundo estático a merced de los demás, vale la pena arriesgarse.

Esta es la razón por la que las BCI de empresas como Neuralink y Meta, aunque concebidas para atender a todos y cada uno, son más atractivas para la sección paralítica del mundo en este momento.

Debido a estas preocupaciones, los científicos están investigando métodos no invasivos de lectura de la mente.

El año pasado, investigadores del Centro de inteligencia artificial centrado en el ser humano GrapheneX-UTS , Universidad Tecnológica de Sydney, inventó un dispositivo portátil, no invasivo, similar a una gorra, que podía traducir pensamientos en palabras cuando se colocaba en la cabeza.

Además, científicos de la Universidad de Texas, Austin, desarrollaron una técnica no invasiva traducir los pensamientos en el cerebro en habla real mediante el monitoreo de la actividad del cerebro que implica el uso de fMRI y modelos de lenguaje Al.

La precisión de estas técnicas fue media. Sin embargo, una vez logrado el objetivo previsto, sólo serían necesarios más años de desarrollo para aumentar su precisión.

Aún así, nadie quiere andar con un casco con cordones sobresaliendo, y tampoco puede cargar máquinas de resonancia magnética funcional todo el día. Por lo tanto, existe la necesidad de dispositivos no intrusivos menos obvios o BCI invasivas menos riesgosas.

Si bien el mundo puede verse inundado por dispositivos controlados por ondas cerebrales que leen nuestra mente, esto plantea serias preocupaciones. Un día, como cualquier otro día, realizaremos actividades con pensamientos silenciosos en nuestras cabezas, pero esta es la parte triste: las organizaciones podrán leer, monitorear, almacenar, acceder y utilizar estos pensamientos cuando sea necesario.

Por trágico que parezca, ya está en marcha.

Privacidad de datos: Los pensamientos en nuestro cerebro son actualmente nuestros únicos activos inaccesibles, nuestra privacidad segura, nuestros pensamientos más íntimos y nuestra identidad personal; nadie debería poder acceder a nuestras mentes.

Pero con los recientes descubrimientos y tecnologías en neurociencia, esta privacidad intrínseca puede violarse antes de lo que sabemos, dejándonos verdaderamente vulnerables a las grandes empresas y organizaciones tecnológicas.

Si perdemos el control de nuestra mente, si alguna empresa puede espiar nuestros pensamientos, ¿qué más nos queda de nosotros mismos?

Al igual que lo hemos hecho en Internet, las empresas podrían comprar y acceder a nuestros datos cerebrales para realizar marketing dirigido.

El primer atractivo de cada producto comienza con el cerebro. Quizás no puedas decirlo, pero puedes pensarlo con precisión. Imagine que los anunciantes tengan esa información exacta tal como la sentimos; entonces, podrán comercializar sus productos de una forma prácticamente irresistible.

La neurocomputación y los dispositivos de lectura de la mente harían que los datos del cerebro estuvieran disponibles a gran escala, y esto también es muy perjudicial para nosotros.

Piénsalo; Aparte de la publicidad atractiva, ¿qué tan seguro estás?

El cerebro es donde se encuentran todos sus secretos: sus contraseñas, ubicación, inversiones, cantidad de dinero que posee, dónde guardó sus activos, etc. Un hackeo de datos cerebrales significaría una pérdida demasiado grande para soportarla.

El argumento de algunos neurocientíficos de que el potencial de uso indebido de la neurocomputación y la lectura de la mente es tan grande que es necesario renovar las leyes de derechos humanos para protegernos a todos es válido.

Debido a que esta tecnología tiene lo necesario para interferir con nuestros derechos más básicos, las leyes actuales no están completamente equipadas para salvar la situación; Necesitamos una nueva "jurisprudencia de la mente" para nuestra protección.

Entonces, en general, ¡nuestro mayor desafío es la privacidad y la seguridad!

¿Cuál es el futuro?

Un mundo tranquilo. ¿Quizás lo que necesitamos? O tal vez no.

Elon Musk y su empresa, Neuralink, han estado a la vanguardia, impulsando el concepto de neurocomputación más allá de la idea de que sea una ayuda exclusiva para parapléjicos.

Para Musk, llevaría las interacciones conceptuales a un nivel completamente nuevo en el que las palabras y las conversaciones no tienen que ser verbalizadas, sólo pensadas. Lo llama "telepatía consensual", un ámbito en el que el discurso se vuelve completamente innecesario.

Puedes entrar en una habitación con gente conversando pero sin conversar porque sus pensamientos vuelan de forma invisible entre ellos. Al leer eso ahora, suena extraño. ¿Qué pasa con nuestro discurso?

¡Oh! Sé lo que estás pensando: "nunca habrá un día en el que nuestro discurso no sea necesario" y, por supuesto, eso es algo cierto.

Pero pensándolo bien, antes de la llegada de los teléfonos móviles, ¿habría habido un día en el que pensábamos que estaríamos tan pegados a estos dispositivos que rara vez apreciaríamos la comunicación física y preferiríamos estar inmersos en conversaciones virtuales? No me parece.

Cuando lo único que necesitas son tus pensamientos para realizar las actividades más básicas como pedir un café en una cafetería, pedirle a tu amigo que te pase las palomitas en el cine, comunicarle una propuesta a tu jefe, conversar verbalmente en una cita, etc., puede perder lentamente el contacto con las palabras reales. Casi de la misma manera, poco a poco estamos perdiendo el contacto con la escritura en papel porque preferimos escribir en nuestras computadoras, tabletas o teléfonos.

Bueno, no se puede negar el hecho de que también suena bastante interesante. Nunca tendrías que decir que no sabes cómo expresarte porque tu mente hará todo lo que se exprese por ti donde las palabras se te hubieran escapado.

El concepto de tus sentimientos fluirá tal como los sientes, y no importa cuán descontentos estén, tu receptor recibirá el mensaje exacto con miedo, entusiasmo, desprecio y todas las emociones fugaces, transmitidas tal como son.

Además, el avance de esta tecnología eliminaría la barrera del idioma. Todo lo que pensamos se puede comunicar directamente al destinatario en el idioma que desee.

Lo que la neurocomputación propone para el futuro es a la vez inquietante e intrigante, pero realmente no podemos detener la evolución de la tecnología, y tampoco podemos detener el futuro.

Sólo esperamos que se instituyan medidas para mitigar los inconvenientes mientras esperamos lo mejor.