Investigadores de Tel Aviv implantan electrodo que traduce pensamientos en comandos digitales, restaurando comunicación para pacientes paralizados en 2024.
Avance israelí en tecnología de interfaz cerebro-máquina
En un hito científico, investigadores de la Universidad de Tel Aviv y el Centro Médico Sourasky-Ichilov implantaron en 2024 un electrodo cerebral en un paciente con epilepsia, permitiendo traducir pensamientos en comandos digitales. El sistema, liderado por Dr. Ariel Tankus y Dr. Ido Strauss, decodificó señales neuronales para producir sonidos de sílabas como /a/ y /e/ con un 85% de precisión. Este avance, publicado en la revista Neurosurgery, marca un paso crucial para restaurar la comunicación en personas con parálisis causada por ALS, accidentes cerebrovasculares o lesiones cerebrales. El paciente, incapaz de hablar físicamente, imaginó vocalizar sílabas, y el sistema tradujo las señales en audio pregrabado en tiempo real.
El experimento se realizó en un paciente de 37 años con electrodos implantados para tratar epilepsia resistente a medicamentos. Los electrodos, de pocos centímetros y tan delgados como un cabello, se colocaron en la corteza cingulada anterior y la corteza orbitofrontal, áreas no típicamente asociadas con el habla. Tankus entrenó modelos de inteligencia artificial con aprendizaje profundo para identificar patrones neuronales específicos. En pruebas posteriores, el sistema predijo con precisión las intenciones del paciente al imaginar sílabas, demostrando el potencial de una neuroprótesis de habla para quienes han perdido la capacidad de comunicarse.
Este desarrollo se alinea con los esfuerzos globales para avanzar en las interfaces cerebro-máquina (BCI), pero destaca por su enfoque en la decodificación de pensamientos en tiempo real. A diferencia de tecnologías como Neuralink, que utiliza miles de electrodos, el sistema israelí logró resultados con un número reducido de microalambres, lo que reduce los riesgos quirúrgicos. Los investigadores planean expandir las pruebas a pacientes con ALS en etapas tempranas, entrenando el sistema mientras aún pueden hablar para luego interpretar señales cuando pierdan el control muscular.
El impacto de esta tecnología trasciende la comunicación. En Israel, los científicos exploran aplicaciones en prótesis robóticas y exoesqueletos controlados por el pensamiento, ofreciendo nuevas posibilidades de movilidad. El sistema también se evalúa para decodificar intenciones más complejas, como frases completas, lo que podría transformar la calidad de vida de millones de personas con discapacidades motoras severas.
Claves de la interfaz cerebral israelí para parálisis
- Electrodos implantados en 2024 en un paciente con epilepsia lograron 85% de precisión en la decodificación de sílabas.
- El sistema traduce señales neuronales en comandos digitales en tiempo real, sin necesidad de movimiento físico.
- Aplicaciones futuras incluyen prótesis, exoesqueletos y comunicación para pacientes con ALS o lesiones cerebrales.
- Investigadores de Tel Aviv planean ensayos clínicos ampliados en los próximos años.
Contexto de la investigación en interfaces cerebro-máquina
La investigación en BCI ha crecido exponencialmente en la última década, con avances significativos en Estados Unidos, Europa y Asia. Empresas como Synchron y Precision Neuroscience han iniciado ensayos clínicos en humanos, enfocándose en pacientes con parálisis o enfermedades neurodegenerativas. Synchron, por ejemplo, implantó su stentrode en 10 voluntarios en 2024, utilizando un enfoque menos invasivo que inserta electrodos a través de vasos sanguíneos. Sin embargo, el sistema israelí se distingue por su capacidad de interpretar señales de áreas cerebrales menos exploradas para el habla, ampliando el conocimiento sobre cómo las neuronas codifican intenciones.
En Israel, la Universidad de Tel Aviv se ha consolidado como un centro de innovación en neurociencia. Su Sagol School of Neuroscience, fundada en 2012, reúne a expertos de medicina, ingeniería y ciencias exactas para abordar desafíos como las enfermedades neurodegenerativas. Este entorno interdisciplinario facilitó el desarrollo del electrodo cerebral, que aprovecha tecnologías de inteligencia artificial y microelectrónica para procesar señales neuronales con alta precisión. El proyecto también contó con el apoyo del Centro Médico Sourasky-Ichilov, un líder en neurocirugía funcional.
Los electrodos utilizados en el experimento son un avance en sí mismos. Fabricados con materiales biocompatibles, minimizan el riesgo de rechazo y daño cerebral. Cada electrodo contiene entre ocho y nueve microalambres, capaces de registrar la actividad de neuronas individuales. Esta precisión permitió a Tankus y su equipo mapear cómo las células cerebrales codifican la intención de hablar, un proceso que antes se estudiaba principalmente en regiones motoras o auditivas del cerebro.
El sistema israelí también aborda un desafío clave en las BCI: la personalización. Al entrenar modelos de inteligencia artificial con datos de un paciente específico, el sistema puede adaptarse a las variaciones individuales en la actividad cerebral. Esto es crucial para pacientes con ALS, cuya degeneración neuronal progresa de manera única, afectando la capacidad de los sistemas genéricos para interpretar señales a largo plazo.
Perspectivas futuras y aplicaciones globales
Los investigadores de Tel Aviv planean expandir el alcance de su tecnología en los próximos años. Un objetivo inmediato es desarrollar sistemas que decodifiquen frases completas, en lugar de sílabas individuales. Esto requerirá electrodos con mayor capacidad de registro y algoritmos de inteligencia artificial más sofisticados. Además, el equipo colabora con ingenieros para integrar la tecnología en dispositivos portátiles, como exoesqueletos, que permitan a los pacientes controlar movimientos complejos con el pensamiento.
En el ámbito global, las BCI enfrentan desafíos técnicos y éticos. La durabilidad de los implantes, que pueden degradarse con el tiempo, sigue siendo un obstáculo. También persisten preguntas sobre la privacidad de los datos neuronales y el acceso equitativo a estas tecnologías costosas. En Israel, los investigadores trabajan con reguladores para garantizar que los ensayos clínicos cumplan con estándares internacionales, como los establecidos por la FDA en Estados Unidos.
Otros proyectos en Israel complementan este avance. En 2022, Tal Dvir, también de la Universidad de Tel Aviv, desarrolló implantes de médula espinal 3D para tratar parálisis, con ensayos clínicos humanos previstos para 2025. Estos esfuerzos reflejan el compromiso del país con la innovación médica, respaldado por instituciones como el Sagol Center for Regenerative Biotechnology. La integración de estas tecnologías podría crear sistemas híbridos que combinen regeneración tisular con control neuronal.
El impacto potencial de las BCI es inmenso. Según la Organización Mundial de la Salud, más de 1,000 millones de personas viven con discapacidades, muchas de las cuales podrían beneficiarse de tecnologías que restauren la comunicación o la movilidad. En Israel, donde la inversión en investigación médica es una prioridad, proyectos como este refuerzan la posición del país como líder en soluciones para desafíos globales de salud.
