Desarrollan un chip tan delgado como el papel para conectar el cerebro humano con una computadora

Una nueva generación de interfaces cerebro-computadora (BCI) comenzó a tomar forma con el desarrollo de BISC (Biological Interface System to Cortex), un chip ultradelgado que promete establecer una conexión inalámbrica y de alta velocidad entre el cerebro humano y una computadora.

El sistema, creado por investigadores de la Universidad de Columbia, el Hospital NewYork-Presbyterian, la Universidad de Stanford y la Universidad de Pensilvania, introduce un chip de silicio tan fino como un cabello humano y con una capacidad de transmisión de datos muy superior a la de los dispositivos actuales.

El avance posiciona a BISC como una alternativa de nueva generación frente a otras soluciones conocidas en el campo de las BCI, como Neuralink, la empresa impulsada por Elon Musk. A diferencia de los implantes existentes, que suelen requerir cirugías más invasivas y dispositivos de mayor tamaño, BISC apuesta por una miniaturización extrema, sin sacrificar potencia ni velocidad de comunicación.

El corazón del sistema es un único chip de silicio, diseñado para colocarse en el espacio entre el cerebro y el cráneo. Según explicaron los investigadores, su tamaño y flexibilidad permiten que el implante se adapte a la superficie cerebral sin ejercer presión significativa sobre el tejido. Ken Shepard, profesor de Ingeniería Eléctrica en la Universidad de Columbia y coautor principal del trabajo, describió el implante como “tan delgado que puede deslizarse entre el cerebro y el cráneo, apoyándose como un trozo de papel de seda mojado”.

Desde el punto de vista técnico, el chip representa un salto notable. Se trata de un dispositivo de electrocorticografía fabricado con tecnología CMOS, reducido a un grosor de apenas 50 micrómetros, lo que equivale aproximadamente al ancho de un cabello humano. En comparación con los implantes convencionales, el BISC ocupa menos de una milésima parte del volumen de otros sistemas BCI actuales.

A pesar de su tamaño, el chip integra una arquitectura de alta complejidad. En apenas 3 milímetros cúbicos, concentra 65.536 electrodos, 1.024 canales de grabación simultánea y 16.384 canales de estimulación. Esta densidad permite registrar y estimular la actividad cerebral con una resolución mucho mayor que la disponible hasta ahora en dispositivos inalámbricos.

Uno de los puntos clave del sistema es que no utiliza batería interna. En su lugar, recibe energía de manera inalámbrica desde una antena ubicada en el exterior del cráneo, colocada sobre la piel. Esta decisión de diseño es central para reducir el tamaño del implante y evitar componentes voluminosos que suelen limitar la miniaturización de otros dispositivos.

La transmisión de datos se realiza mediante una estación de retransmisión portátil, alimentada por batería, que se comunica con el implante a través de un enlace de radio de banda ultraancha desarrollado específicamente para este sistema. Este enlace alcanza velocidades de hasta 100 megabits por segundo, una cifra que, según los investigadores, supera en al menos 100 veces la capacidad de transmisión de las BCI inalámbricas existentes.

Esta velocidad habilita un procesamiento mucho más sofisticado de las señales cerebrales. Los datos pueden ser analizados en tiempo real mediante modelos avanzados de aprendizaje automático y deep learning, lo que permite decodificar intenciones, percepciones o estados cerebrales complejos. Andreas S. Tolias, profesor de Oftalmología en Stanford, explicó que el sistema convierte la superficie cortical en un canal eficaz para la comunicación bidireccional entre el cerebro y sistemas de inteligencia artificial.

El impacto potencial en el ámbito médico es amplio. Los investigadores señalan que BISC podría utilizarse para tratar epilepsia, ayudar a restaurar funciones motoras en personas con lesiones de la médula espinal, mejorar la comunicación en pacientes con ELA, o incluso abordar ciertos tipos de ceguera mediante estimulación cortical.

Desde el punto de vista clínico, el implante también busca reducir riesgos quirúrgicos. El Dr. Brett Youngerman, uno de los colaboradores médicos del proyecto, indicó que el chip puede insertarse mediante una incisión mínimamente invasiva, sin necesidad de retirar grandes porciones del cráneo ni implantar dispositivos secundarios en el pecho. Además, su delgadez reduce la reacción del tejido cerebral y ayuda a mantener la calidad de la señal a lo largo del tiempo.

Para llevar esta tecnología más allá del laboratorio, los equipos de Columbia y Stanford crearon Kampto Neurotech, una empresa derivada enfocada en desarrollar versiones comerciales del chip y avanzar hacia ensayos clínicos más amplios. El objetivo es acelerar la transición del BISC desde la investigación académica hacia aplicaciones médicas reales.