Interfaces Cerebro-Computadora (BCI) en Avance, Dando Esperanza a los Afectados por Trastornos Neurológicos

La demanda de interfaces cerebro-computadora (BCI) sigue en aumento. Las BCI pueden parecer ciencia ficción, pero la investigación y el desarrollo invertidos en los sistemas actuales las hacen capaces de cosas asombrosas. Estos dispositivos permiten a las personas comunicarse con dispositivos electrónicos solo con el pensamiento. Cabe destacar que un grupo de investigadores de Carnegie Mellon cree haber descubierto una forma de mejorar la calidad de las BCI. Esto es lo que necesitas saber.

estudio, que se publicó en Nature Communications, presenta un nuevo método para mejorar el rendimiento de las BCI no invasivas. El método utiliza ultrasonidos para mejorar la transmisión de datos entre los dispositivos portátiles y la mente. Como tal, sus resultados han entusiasmado a toda la comunidad.

Interfaces Cerebro-Computadora (BCI)

Las interfaces cerebro-computadora son la evolución natural de la interacción entre humanos y máquinas. A muchas personas les sorprende saber que el primer teclado no se diseñó con mucho pensamiento. Los diseñadores de computadoras estaban más enfocados en otras tareas que en crear una nueva forma de introducir texto en una máquina. Ahora, interactuar con máquinas se ha convertido en un objetivo central para los desarrolladores que buscan que estos momentos sean fluidos.

Los dispositivos BCI pueden cumplir esta tarea. Estos dispositivos miden los pulsos electromagnéticos en tu cerebro y traducen esos pulsos en acciones. Los mejores sistemas monitorizan los circuitos neuronales mediante procedimientos no invasivos, como los dispositivos portátiles. La ventaja de esta tecnología es que es barata de producir, fácil de usar y cualquiera puede aprovechar sus funciones.

El Mercado de Interfaces Cerebro-Computadora Está Listo para Despegar

Según el informe más reciente de Skyquest, se espera que el mercado de BCI experimente un aumento en los ingresos. Los datos mostraron que el mercado se expandirá a 6.18 mil millones de dólares para 2030. Este crecimiento representa una Tasa de Crecimiento Anual Compuesta (CAGR) del 17,16 % para los años siguientes. Este crecimiento proviene de varios sectores, incluido el mayor uso en las industrias médica, de videojuegos y de entretenimiento.

El mismo estudio reveló cómo la IA y el aprendizaje automático impulsan esta tecnología a nuevos niveles. Estos algoritmos han permitido que los sistemas aprendan a hacer más y mejoren la precisión. Lo mejor de todo es que, cuanto más datos se reciben, mejor es el rendimiento. En consecuencia, se espera un crecimiento serio del mercado de BCI.

Problemas con las Interfaces Cerebro-Computadora

El concepto de BCI suena genial en teoría, pero descifrar las ondas cerebrales es mucho más difícil de lo que uno imaginaría. Especialmente cuando se considera que la mayor parte de su trabajo debe realizarse de manera no invasiva. El público no aceptaría que haya cientos de pacientes lesionados con implantes cerebrales que salieran mal.

Las BCI no invasivas son la mejor opción. Son fáciles de integrar y están universalmente disponibles incluso para personas con discapacidades severas. Hoy en día, las BCI no invasivas miden la actividad de ondas cerebrales fuera del cráneo. Esta capa adicional de interferencia reduce significativamente la precisión de estos dispositivos, lo que resulta en tasas de error más altas en comparación con las opciones invasivas.

Estudio

El estudio, “Ultrasonido focal transcraneal a V5 mejora la interfaz cerebro-computadora de movimiento visual humano al modular la atención basada en características”, revela que la neuromodulación dirigida por ultrasonido puede mejorar las capacidades de comunicación cerebral con BCI no invasivas. Los investigadores querían probar si el ultrasonido focal transcraneal (tFUS) combinado con electroencefalografía de alta densidad (EEG) y la obtención de imágenes de fuentes (ESI) podría mejorar el rendimiento y proporcionar la capacidad de realizar comunicaciones bidireccionales.

Investigadores

El informe fue presentado por investigadores de Carnegie Mellon dirigidos por Bin He. Su equipo ha pasado años investigando, desarrollando y mejorando la tecnología BCI. Específicamente, los investigadores se especializan en BCI no invasivas, lo que los convierte en el grupo ideal para llevar a cabo este estudio.

Cabe destacar que el estudio recibió un respaldo significativo del NIH’s The BRAIN Initiative y de la iniciativa Helping to End Addiction Long-term (NIH HEAL Initiative). Estos grupos proporcionaron apoyo material y financiero para garantizar que los investigadores tuvieran acceso a todas las herramientas necesarias. Los datos ahora se destinarán a impulsar una variedad de estudios científicos muy necesarios.

Prueba

La fase de pruebas del estudio introdujo a 25 sujetos que fueron equipados con una gorra EEG de diseño personalizado. La gorra fue diseñada para capturar y registrar ondas cerebrales que luego se envían a un algoritmo de IA para su procesamiento. El sistema utiliza algoritmos de aprendizaje profundo para decodificar las ondas y mejorar el rendimiento a medida que amplía sus experiencias.

Los participantes tenían dos tareas principales. La primera tarea consistía en controlar un brazo robótico. Todos los sujetos pudieron manipular con éxito la mano mecánica usando solo su mente. La siguiente prueba hizo que los participantes usaran un deletreador BCI. Los deletreadores son comúnmente utilizados por personas con discapacidad para mejorar la comunicación.

Resultados

Los resultados del estudio fueron reveladores. Los participantes pudieron manipular el brazo robótico con facilidad. El algoritmo de IA tradujo y decodificó con éxito la actividad cerebral en tareas relevantes en tiempo real. El dispositivo luego codificó una señal de retorno, informando al individuo que la tarea estaba completa. Esta comunicación bidireccional fue una primera para esta tecnología, marcando un hito importante en su desarrollo.

Los datos resaltaron que el tFUS mejoró significativamente el rendimiento de los dispositivos EEG portátiles. Los dispositivos pudieron capturar mejor la actividad cerebral, lo que también redujo el error en una tarea de deletreador BCI. Las ondas de alta frecuencia ayudaron a aumentar las actividades theta y alfa, el procesamiento visual dorsal y la oscilación neural theta elevada. Estas señales posteriores mejoraron la concentración.

Fuente – Carnegie Mellon

Resultados de la Prueba del Deletreador BCI

Los resultados de la prueba del deletreador BCI mostraron que los participantes pudieron deletrear con éxito la palabra deseada de manera consistente cuando se aplicó un haz de ultrasonido focal externamente a la corteza visual del cerebro. Los científicos investigaron sus resultados y descubrieron que la neuromodulación mejoró el compromiso neuronal, lo que resultó en una mayor precisión. Los participantes pueden deletrear palabras complejas, incluido Carnegie Mellon, como parte de la prueba. En consecuencia, este avance podría mejorar la vida de millones de personas con discapacidad a nivel mundial.

Beneficios

Esta investigación podría generar beneficios importantes en los próximos meses. En primer lugar, su estudio ayuda a impulsar la inversión y la investigación en la tecnología BCI. El teclado ha permanecido igual desde que se introdujo la computadora personal. BIC representaría una actualización masiva que abriría la puerta a una nueva era tecnológica.

Los investigadores han demostrado cómo la neuromodulación por ultrasonido focal al cerebro mejora su capacidad de comunicarse con sensores EEG externos. Ahora, el equipo buscará crear versiones más diminutas de su tecnología que puedan ser usadas en cualquier lugar por cualquier persona. Además, el modelo de IA se ampliará a medida que se introduzcan más datos.

Caso de Uso

Existen muchos casos de uso para los dispositivos BCI. Imagina controlar tu smartphone solo con la mente. Para la persona promedio, esta tarea parece magia, pero la ciencia no está tan lejos. Donde esta tecnología marca la diferencia es al profundizar en sus principales casos de uso:

Salud

Millones de personas en todo el mundo tienen discapacidades y no pueden comunicarse o realizar tareas complejas. La integración de BCI con IA podría simplificar mucho la vida de estas personas. Esta tecnología se combinará con servicios de viaje automatizados para permitir que la persona promedio se desplace y realice tareas sin importar su estado físico. Para quienes padecen trastornos neurológicos, esta solución tiene mucho sentido.

Industria

Existen innumerables formas en que las BCI podrían ayudar a optimizar los procesos industriales. Estos protocolos ayudarán a ingenieros y otros trabajadores especializados a acceder y compartir datos valiosos en tiempo real. Esta información se combinará con potentes algoritmos de IA para impulsar la eficiencia y mejorar los resultados donde sea posible.

Empresas que Podrían Beneficiarse de esta Investigación

La investigación continua sobre BCI ayudará a impulsar la adopción de nuevas tecnologías en el futuro. Específicamente, la eliminación de barreras técnicas para la adopción en la mayoría de las industrias se convertirá en una realidad a medida que las BCI se vuelvan más comunes. Por ahora, aquí hay algunas empresas que están bien posicionadas mientras el mercado de BCI se expande.

1. Blackrock Neurotech

Blackrock Neurotech es un competidor importante en el sector de BCI. La empresa tiene varios productos disponibles al público que aprovechan la tecnología BCI. El sistema MoveAgain BCI es una solución aprobada por la FDA que permite a las personas con discapacidad mejorar su rango de movimiento, comunicación y más mediante BCI.

Blackrock Neurotech se especializa en tecnología BCI invasiva. Estos pequeños implantes tienen mejor fuerza de señal y precisión que las técnicas no invasivas, ya que evitan la interferencia craneal. La empresa también ofrece a las personas con discapacidad un producto que les permite mover el cursor del ratón con sus pensamientos. Todas estas características tienen el potencial de mejorar la vida de millones.

Los activos de Blackrock Neurotech están en aumento. La compañía aseguró una gran financiación de USDT (TETHER) al lanzar y ha utilizado esos recursos para impulsar sus ofertas de productos e investigación. El último producto de la empresa se llama Neurolace. Se trata de un implante altamente sensible que cuenta con más de 10 000 canales para ofrecer mayor precisión que las ofertas anteriores.

2. Trimble

(TRMB )

Trimble considera la tecnología BCI como una adición esencial al proceso de construcción. La empresa se especializa en productos diseñados para impulsar las industrias de arquitectura, ingeniería y construcción. La compañía introdujo soluciones de datos inteligentes y recientemente se asoció con Neurable, buscando introducir nuevas herramientas que mejoren el rendimiento y la productividad.

El uso de dispositivos BCI portátiles en esta industria ayudará a optimizar la creación y los esfuerzos de colaboración en proyectos importantes en el futuro. Mejorará la capacidad de los constructores para comunicar teorías y conceptos complejos. La integración de soluciones AR y VR es una de las pocas formas en que la ingeniería está cambiando. En el futuro, los ingenieros potenciados por IA usarán los sistemas BCI para idear nuevos diseños que luego pasarán a simulaciones para pruebas antes de ser aprobados y creados.

Trimble es un proveedor de software y hardware con sede en EE. UU. que ha construido una reputación de calidad. El historial y las ofertas del fabricante lo convierten en una buena incorporación a cualquier portafolio. Además, su trabajo con la tecnología BCI tiene el potencial de revolucionar la industria.

Otros Avances Notables en BCI

Existen muchos otros avances y proyectos de BCI que vale la pena mencionar. Estos avances tecnológicos continúan impulsando la innovación y la adopción. Aquí hay algunos de los avances de BCI más notables realizados recientemente.

Militar Chino

El ejército chino dejó a muchos preocupados después de presentar una nueva interfaz BCI. La interfaz estaba conectada a un mono que utilizaba el dispositivo para controlar con éxito un brazo mecánico en tiempo real. Cabe destacar que el gobierno chino es un gran defensor de la tecnología BCI. En el pasado, han promocionado la tecnología como una excelente manera de mejorar la memoria, el sueño, la atención y otras funciones cerebrales. Ahora, esta tecnología ayudará a mantener a sus combatientes en plena forma.

Militar Estadounidense

Sin quedarse atrás, el ejército de EE. UU. ha participado en sus propias experimentaciones con BCI. Un estudio permitió a soldados controlar perros robot mediante sus mentes. Los investigadores hicieron que un soldado dirigiera un perro mecánico a través de varios puntos de referencia en un mapa. El soldado utilizaba la plataforma Microsoft HoloLens.

Esta no es, de ninguna manera, la primera incursión del ejército de EE. UU. en las capacidades que ofrecen las BCI. En 2015, los investigadores permitieron a una mujer con discapacidad controlar un F‑35 simulado mediante señales cerebrales. En consecuencia, en el futuro, la guerra podría volverse más mental de lo que se imagina.

Futuro de las Interfaces Cerebro-Computadora

A medida que los investigadores desarrollen dispositivos y wearables de medición de ondas cerebrales más sensibles y efectivos, las capacidades de las BCI mejorarán. En el futuro, el procesamiento de señales se perfeccionará junto con modelos de IA avanzados que puedan codificar fácilmente la actividad cerebral compleja. Por lo tanto, el día no será necesario esperar cuando simplemente desees una pizza, y antes de que te des cuenta, un dron tendrá una porción caliente en tu puerta.

Las Interfaces Cerebro-Computadora Podrían Cambiar el Mundo

Cuando observas el potencial ilimitado de las BCI, es fácil imaginar un futuro donde todos parezcan poseer poderes casi sobrehumanos. Imagina usar tu mente para comunicarte, construir y compartir ideas. Todas estas tareas y mucho más están a la vuelta de la esquina gracias a los continuos esfuerzos de ingenieros ingeniosos como los de Carnegie Mellon

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