El avance tecnológico que podría bloquear el parkinson y la epilepsia
Un chip implantado en un cuerpo era algo que parecía muy lejano en nuestra sociedad. Sin embargo los chips implantados en el cerebro como el Neuralink de Elon Musk, están comenzando a implementarse en nuestra actualidad. Si bien hasta el momento solo se hicieron pruebas en animales y está lejos de aplicarse humanos, esta tecnología podría revolucionar la medicina.
Recientemente, investigadores de EPFL (Instituto Federal Suizo de Tecnología de Lausana) anunciaron un nuevo neurochip que puede detectar y prevenir síntomas de trastornos neurológicos específicos.
Estos científicos suizos combinaron el diseño de chips de bajo consumo, algoritmos de aprendizaje automático y electrodos blandos implantables para producir una interfaz neuronal que puede identificar y suprimir los síntomas del parkinson y la epilepsia, específicamente.
Mahsa Shoaran del Laboratorio de Neurotecnologías Integradas de la Escuela de Ingeniería colaboró ??con Stéphanie Lacour en el Laboratorio de Interfaces Bioelectrónicas Suaves para desarrollar NeuralTree: "Un sistema de neuromodulación de circuito cerrado en un chip que puede detectar y aliviar síntomas de enfermedades", explican en el artículo.
Este neurochip cuenta con una matriz de detección de alta resolución de 256 canales y un procesador de aprendizaje automático de bajo consumo. El sistema puede extraer y clasificar un amplio conjunto de biomarcadores a partir de datos de pacientes reales y modelos animales de enfermedades en el instante, lo que lleva a un alto grado de precisión en la predicción de síntomas.
"NeuralTree se beneficia de la precisión de una red neuronal y la eficiencia del hardware de un algoritmo de árbol de decisiones”, dice Shoaran. “Es la primera vez que hemos podido integrar una interfaz neuronal tan compleja pero energéticamente eficiente para tareas de clasificación binaria, como la detección de convulsiones o temblores, así como tareas de varias clases, como la clasificación del movimiento de los dedos para aplicaciones neuroprotésicas".
NeuralTree funciona mediante la extracción de biomarcadores neuronales (patrones de señales eléctricas que se sabe que están asociados con ciertos trastornos neurológicos) de las ondas cerebrales. Luego clasifica las señales y puede anunciar con anticipación un ataque de epilepsia o un temblor de parkinson, por ejemplo. Si se detecta uno de estos síntomas, se activa un neuroestimulador, ubicado en el chip, que envía un pulso eléctrico para bloquearlo.
Hasta el momento, el neurochip fue entrenado para detectar parkinson y epilepsia. Pero gracias a su funcionamiento con un algoritmo de aprendizaje automático, se podrías entrenar al sistema con otros conjuntos de datos para que detecten otros trastornos neuronales.
“Eventualmente, podemos usar interfaces neuronales para muchos trastornos diferentes, y necesitamos ideas algorítmicas y avances en el diseño de chips para que esto suceda. Este trabajo es muy interdisciplinario, por lo que también requiere la colaboración con laboratorios como el Laboratorio de Interfaces Bioelectrónicas Suaves, que pueden desarrollar electrodos neurales de última generación, o laboratorios con acceso a datos de pacientes de alta calidad", dijo Shoaran.