#9 Neuralink Parte 1: Implantes en el cerebro
¿Has oido hablar alguna vez de Neuralink? ¿Crees que los cyborgs están muy lejos? ¿Crees que es otra excentricidad de Elon Musk?
Hola soy Francisco Fernández @franferparra, Principal Director de Accenture y esta es mi newsletter dedicada a entender la tecnología a través de la simplificación. Porque no es lo mismo Simple que Fácil!
Si todavía no sabes lo que es Neuralink, te aviso que puede que estemos ante el comienzo de una nueva era o ante el gran bluf de la década, así que quédate hasta el final del post y comenta en RRSS cuál es tu opinión.
Resumiendo, en una frase: Neuralink es una compañía de Elon Musk (CEO de Tesla) que ha desarrollado un implante cerebral para reparar lesiones neurológicas y medulares y a futuro pretende incrementar las capacidades cerebrales de personas sanas
Según una noticia de esta semana la compañía está trabajando con la Agencia Americana del Medicamento para comenzar pruebas en humanos a finales de este año. De hecho, según Elon, ya se han hecho pruebas con un mono al que han implantado un microchip en el cerebro y ahora puede jugar a videojuegos con la mente.
Como el tema me parece apasionante y tiene muchas vertientes de análisis voy a dividirlo en dos posts. Este primero en el que veremos qué es Neuralink, cómo funciona y para qué sirve. Será en el próximo donde hablaremos de las implicaciones éticas que tienen iniciativas de este tipo que empiezan a cambiar la concepción del ser humano. Espero que os guste.
¿Cómo funciona el cerebro?
Hagamos un pequeño repaso del funcionamiento del cerebro. Aunque hemos avanzado mucho durante el S.XX en el campo de la neurociencia y el conocimiento del cerebro, estamos hablando de una disciplina científica que todavía en pañales.
El cerebro está compuesto por neuronas y se estima que podemos tener unos 80.000 millones. Las neuronas son células que se han especializado (y por eso tienen esa forma tan peculiar) y que están “conectadas” formando una red discreta encargada principalmente de producir, transmitir y recibir impulsos eléctricos.
Si recordamos las clases de biología del colegio las neuronas tienen principalmente 3 partes: el núcleo o soma donde se genera el impulso eléctrico, el axón (el brazo) por el que se propaga y las dendritas (“tentáculos”) que se conectan a otras neuronas formando esa red
A la conexión entre neuronas se le denomina sinapsis. Cuidado que vienen curvas, a ver si consigo explicarlo de manera sencilla:
Podemos decir que en el núcleo de una neurona se genera un impulso eléctrico (“potential action”) que se transmite a lo largo del axón (brazo) donde, en su extremo el impulso se traduce en la liberación de unas sustancias llamadas neurotransmisores que “envían instrucciones” al núcleo de la neurona receptora a través de la dendrita.
Estas “instrucciones” de los neurotransmisores pueden estimular a la neurona receptora o inhibirla para que esa neurona no se excite. (Esto es infinitamente más complicado porque cada neurona recibe conexiones y neurotransmisores de miles de neuronas a la vez, pero sería algo como que cada milisegundo las neuronas se encienden y se apagan)
No todas las neuronas segregan los mismos neurotransmisores, e incluso según en la región del cerebro donde se encuentren pueden tener funciones diferentes.
Un ejemplo de neurotransmisor es la dopamina bastante conocida recientemente por ser la responsable de algo llamado el “circuito de la recompensa”. Cuando realizamos actividades que nos gustan el cerebro activa estas neuronas y se genera dopamina que lanza un mensaje entre neuronas para que se activen nuestros “centros de placer” (la comida o la reproducción generan esta sustancia que es básica para la supervivencia de las especies).
Sin embargo, si se descontrola, el cuerpo se vuelve adicto a esa sensación de placer. Las redes sociales por ejemplo generan efectos de recompensa inmediata (una notificación de like) generándose dopamina y activándose el mecanismo del placer. Como se acortan los tiempos entre recompensas, el cerebro se vuelve adicto.
Por el contrario, la dopamina en otras regiones del cerebro actúa regulando la actividad muscular, y cuando no hay, pues los músculos empiezan a actuar descontroladamente. Esa reducción de la dopamina causa la enfermedad de Parkinson. Las células del cerebro que generan ese neurotransmisor poco a poco se van muriendo, generando los temblores y espasmos musculares.
Vamos a parar un momento y hacer una pequeña abstracción. Resulta que ahora que estás leyendo este texto, procesándolo, moviendo la mano que sujeta una taza de café, y con las piernas cruzadas hay una cantidad de impulsos eléctricos de menos de 70mV recorriendo tu cuerpo a 350 km/h. Vuelve a pensarlo que a mí ya me ha explotado la cabeza,
¿todo lo que somos y hacemos son millones de células conectándose a través de procesos químicos e impulsos eléctricos?
Bueno pues la verdad es que no tenemos ni idea, aunque se ha avanzado mucho todavía hay incógnitas por resolver como por ejemplo:
¿Qué son las emociones? Os recomiendo mucho, que escuchéis este capítulo del podcast The Knowledge Project: Balancing the Brain Budget me pareció espectacular
¿Cómo funciona la memoria a nivel cerebral?
¿Qué es la inteligencia? No podemos saber viendo dos cerebros cual es más inteligente. Hemos llegado a saber que la diferencia entre un deportista de élite y un amateur es que para ejecutar una acción el profesional tiene una menor tasa de fallo porque se activan más neuronas para ejecutar un movimiento concreto, pero parece producto del aprendizaje y de la plasticidad.
Tampoco hay claridad y consenso sobre para qué dormimos y la utilidad de los sueños. Parece que actúa sobre la memoria, fija conocimientos y tiene efectos regenerativos, pero durante ciertas fases el cerebro durmiendo presenta más actividad que despierto
Tampoco sabemos explicar a través de las conexiones e impulsos eléctricos como se genera la conciencia de uno mismo, ni la capacidad de proyectar el futuro
¿Qué es Neuralink?
Neuralink es una compañía fundada en 2016 por Elon Musk, fundador también de Tesla, Space X o the Boring Company.
Su objetivo es desarrollar unos electrodos que puedan ser implantados en el cerebro con el fin de reparar lesiones cerebrales o aumentar las capacidades del cerebro.
Pero eso ya existe…
A este campo se le llama BCI (Brain Computer Interface) y ya en el s. XIX se recogían los impulsos eléctricos del cerebro.
Hoy en día a través de electrodos pegados al cráneo podemos recoger la actividad cerebral por zonas. Podemos utilizar esa información para actuar sobre elementos externos. Por ejemplo, alguien con parálisis en una mano, pensando en moverla activa ciertas áreas motoras del cerebro, los electrodos captan esos impulsos y después un ordenador los interpreta y mueve un brazo robótico o un puntero en una pantalla.
Pero también existe el Deep Brain Stimulation (DBS), que a través de un electrodo introducido en el cerebro generan unos impulsos eléctricos en ciertas zonas del cerebro para regular su función. Es muy conocido para el tratamiento del Parkinson. Sin embargo, este tratamiento es invasivo y tiene una serie de riesgos y efectos secundarios como la hemorragia cerebral
…Sí existe, pero aquí está la innovación
Lo que ha conseguido Elon es de momento un prodigio de la ingeniería, ha conseguido construir el Link. Es un conjunto de electrodos (1024 canales, mide hasta presión, temperatura y tiene un acelerómetro como el Iphone) agrupados en un Tread que recogen impulsos eléctricos que son tratados y amplificados en un microchip y enviados a una unidad externa en tiempo real.
Tamaño
Es un dispositivo del tamaño de una moneda con electrodos 10 veces más pequeños que el diámetro de un pelo. Esto hace que pueda ser implantado esquivando venas y vasos sanguíneos reduciendo el riesgo de hemorragia cerebral uno de los problemas de los implantes actuales.
Aplicación
Los implantes actuales de Deep Brain Stimulation solo modulan la actividad de grandes áreas cerebrales, los líderes del DBS tienen entre 4 y 8 electrodos de un tamaño 800 veces superior a los Threads de Neuralink. Además, estos implantes solo regulan la actividad no recogen las señales
La idea de Elon es que los electrodos del Link actúen sobre áreas mucho más pequeñas y registren la información al mismo tiempo que emiten instrucciones.
Autonomía
Los datos de los electrodos tienen que transmitirse en tiempo real, y como vimos en la edición del IoT más información o tiempo real tiene un impacto en el consumo de batería. Los Links de Elon se carga por inducción con un cargador externo que se pone en la cabeza y tiene batería para 1 día.
Colocación
Tan solo necesita una incisión de 8mm en el cráneo (se puede hacer con anestesia local). Los implantes actuales necesitan dos operaciones una para colocar el propio implante y los cables y otra para colocar la unidad de control y batería en la clavícula.
Como ya he dicho, el tamaño hace que pueda esquivar venas y colocarlo no es posible hacerlo a mano, aunque tengas al mejor neurocirujano del mundo. Así que Elon también ha construido una máquina para instalarlo.
Decodificación
Ya hay algoritmos que trabajan decodificando señales cerebrales, sin embargo, trabajan con cientos de neuronas, el Link aumenta en un orden de magnitud el número de neuronas a decodificar, lo que complica los algoritmos significativamente.
¿Para qué sirve?
Incialmente se está planteando para pacientes con problemas de médula espinal severa (ej. tetraplejias).
Lo que plantea Neuralink en el corto plazo es que son capaces de decodificar miles de neronas involucradas en el movimiento haciendo que el paciente piense en mover su mano o su brazo. El plan es que vayan mejorando los algoritmospara ir ampliando los movimientos y empezar moviendo un puntero en una pantalla y acabar actuando sobre teclados o mandos de videojuegos.
Pero el plan de futuro es mucho más ambicioso. Lo que Elon tiene en mente es que podrá ayudar a “curar” enfermedades relacionadas con los sentidos y el movimiento y a futuro implantar el Link en personas sanas para aumentar sus capacidades cerebrales
De hecho está pensando en telepatía o incluso que el cerebro se conecte con el Tesla 🤯
¿Realidad o Humo?
La verdad es que Elon tiene ese punto de niño grande que dice cosas porque le gusta provocar y porque sabe que está en una situación que se lo puede permitir…
En el caso de Neuralink la comunidad científica está de acuerdo en que ha conseguido una proeza ingenieril, construyendo un dispositivo que supone una evolución respecto al estado del arte actual.
Sin embargo, también parece que están de acuerdo que ha entrado en un campo en el que todavía queda mucho por investigar y “que le queda grande”, como es el de la neurociencia. Sería algo así como construir un cohete que despega sin conocer las leyes físicas que hacen que podamos ir a la Luna.
A juicio de los científicos Elon hace dos asunciones que tienen poca base científica:
Cree que se puede explicar el funcionamiento del cerebro sólo a través de impulsos eléctricos entre neuronas. No sabemos todavía por ejemplo cómo funciona la memoria, como se almacena y como se evoca. No sabemos cómo se generan los pensamientos, el lenguaje, etc. Así que parece que no es un tema de poner más o menos electrodos.
Los algoritmos que interpretan los impulsos de las neuronas se desarrollarán tanto que serán capaces de explicar el funcionamiento del cerebro. Neuralink asume que a medida que tenga más datos podrá mejorar sus algoritmos y poder explicar el funcionamiento y resolver el problema anterior, convirtiendo el cerebro en un ordenador cambiando los transistores que almacenan 0 y 1 por neuronas que están encendidas o apagadas.
Por estos motivos, tras los anuncios a lo Tony Stark, han salido muchas voces críticas que han acusado a Elon de “vender humo” y de meterse en un tema que desconoce creyendo que puede llevar el modelo de sus otras empresas donde a través de “empaquetar” tecnología existente ha conseguido revolucionar industrias con más 50 o 100 años de historia (cohetes o automóviles)
Mi opinión
Cuanto más leo sobre el funcionamiento del cerebro a nivel macro y sobre todo a nivel micro (neuronas, sinapsis, reacciones químicas, etc.) me parece que el cerebro es una máquina increíble. De hecho, me parece alucinante que la bilogía y la evolución por si sola haya creado semejante máquina. Por eso creo que el planteamiento de Elon puede caer en la falacia de que si tengo suficientes datos puedo explicar el comportamiento de cualquier cosa. Sin embargo, en este caso me parece que no conocemos las leyes básicas de funcionamiento del cerebro.
Pero al mismo tiempo, Elon ha cambiado el paradigma en diferentes industrias, ¿por qué no lo va a volver a hacer? ¿Puede que estos sensores sean comienzo de una nueva era, como lo fue el telescopio que permitió a Galileo ver los movimientos celestes orbitando alrededor del sol?
Creo que tiene una visión, además es capaz de juntar recursos y talento alrededor de esa visión como cuando planteó competir con la NASA en una industria tan intensiva en capital que solo los estados podían permitirse. Según el propio Elon, hoy son 1.000 trabajadores en Neuralink, pero quiere crecer a 10.000. ¿Os imagináis lo que pueden hacer 10.000 ingenieros y científicos?
En la próxima edición vamos a hablar de las implicaciones éticas que presenta este tipo de iniciativas. Hablaremos del Transhumanismo, de la inmortalidad, etc.
Espero que os haya gustado esta edición, a mí me parece alucinante el tema del cerebro. Espero vuestros comentarios, y como siempre os agradezco que compartáis en RRSS y con vuestros amigos, ¡no sabéis lo importante que es para los que creamos contenido que crezca la comunidad!
Hasta la semana que viene
Otras referencias
Recomiendo leer la biografía de Elon Musk (aquí el enlace para comprarla en Amazon), aunque haré un post específico con lo que más me llamó la atención de sus inicios.
Site del Queenslad Brain Institute que tiene un material muy didáctico y recomendable