Universidad de Columbia desarrolla chip cerebral para investigar parálisis y ceguera

Al estilo de los chips cerebrales desarrollados por Neuralink, la empresa de biotecnología fundada por Elon Musk, la Escuela de Ingeniería y Ciencias Aplicadas de la Universidad de Columbia ha presentado un dispositivo similar.

El objetivo es transformar los tratamientos para la epilepsia, la parálisis y la ceguera mediante una mayor comprensión del funcionamiento cerebral de estas enfermedades.

Según detalla la institución en un artículo publicado en Nature, el dispositivo se alimenta de forma inalámbrica y, al implantarse debajo de la duramadre (capa exterior de tejido fuerte que cubre y protege el cerebro), permite una comunicación bidireccional con una estación de retransmisión externa situada fuera del cuerpo.

Aunque el chip de la Universidad de Columbia no se ha probado aún en humanos, los investigadores señalan en su artículo:

“Demostramos que el dispositivo puede ofrecer grabaciones crónicas y confiables durante hasta dos semanas en cerdos y hasta dos meses en primates no humanos, en el comportamiento de las cortezas somatosensorial, motora y visual, decodificando señales cerebrales con alta resolución espaciotemporal”.

Esto significa que el dispositivo fue capaz de registrar y analizar la actividad cerebral en animales durante largos períodos, en áreas clave del cerebro relacionadas con el sentido del tacto, el movimiento y la vista.

Además, la expresión “alta resolución espaciotemporal” indica que el chip capta información cerebral de manera precisa, tanto sobre dónde se producen las señales en el cerebro como cuándo ocurren, permitiendo una observación detallada y continua de la actividad cerebral.

Cómo funciona el chip cerebral de la Universidad de Columbia

La interfaz cerebro-máquina desarrollada por la Universidad de Columbia consiste en un chip de silicio de tamaño extremadamente reducido, con un grosor aproximado de 50 micrómetros.

En su interior, integra decenas de miles de electrodos capaces de captar y conectar las señales neuronales provenientes del cerebro con un ordenador externo.

“La electrocorticografía utiliza electrodos no penetrantes incrustados en sustratos flexibles para registrar la actividad eléctrica de la superficie del cerebro”, explica el artículo titulado “Una interfaz cerebro-computadora inalámbrica con contenido subdural, 65536 electrodos y 1024 canales”.

El sistema cuenta con diversos algoritmos avanzados que procesan y analizan estas señales, permitiendo decodificar tanto el movimiento, como la percepción y la intención del sujeto.

Este chip cerebral recibe energía de forma inalámbrica y se introduce a través de una incisión mínimamente invasiva en el cráneo. Luego, se coloca sobre la superficie cerebral, específicamente en el espacio subdural, sin requerir que ningún cable penetre directamente en el tejido cerebral.

Esta característica diferencia al dispositivo de otros chips similares, ya que únicamente se aloja en el espacio subdural para captar las señales neuronales necesarias.

Gracias a este diseño, se reduce la respuesta de los tejidos y se ralentiza la degradación del dispositivo a lo largo del tiempo, lo que proporciona mayor durabilidad sin perder precisión en la captura de señales eléctricas del cerebro.

Cómo fueron las pruebas de este chip de la Universidad de Columbia

Las pruebas iniciales del chip cerebral desarrollado por la Universidad de Columbia se realizaron en la corteza motora y visual de cerdos y primates no humanos.

Estas evaluaciones se enmarcan en la fase preclínica, por lo que se emplearon animales de laboratorio para garantizar la seguridad y eficacia del dispositivo antes de considerar ensayos en humanos.

Durante los experimentos, el chip logró decodificar señales neuronales con alta resolución espaciotemporal, una capacidad que se debe a sus más de 60.000 electrodos.

Esta tecnología permite grabar simultáneamente un subconjunto seleccionable de hasta 1.024 canales, facilitando un seguimiento detallado de la actividad cerebral en tiempo real.

Los resultados obtenidos han sido tan alentadores que el equipo de investigadores ya busca financiación para iniciar pruebas en humanos.