Las interfaces cerebro-computadora (BCI) son un campo de vanguardia que combina la neurociencia, la ingeniería y la informática. Estos sistemas permiten la comunicación directa entre el cerebro y dispositivos externos, permitiendo traducir la actividad neuronal en comandos que pueden controlar computadoras, prótesis u otros dispositivos tecnológicos. SKS tiene un enorme potencial para restaurar funciones perdidas en personas con trastornos neurológicos, mejorar las capacidades humanas y abrir nuevas posibilidades de interacción con la tecnología.
Las tecnologías emergentes de SKS, como los implantes neuronales y las prótesis avanzadas, están ampliando los límites de lo posible. Los implantes neuronales pueden registrar y estimular la actividad neuronal, proporcionando beneficios terapéuticos y mejorando las funciones cognitivas. Los dispositivos protésicos integrados con señales neuronales proporcionan un control más natural e intuitivo para amputados y personas con parálisis.
Sin embargo, a medida que SKS se desarrolla, las consideraciones éticas adquieren cada vez más importancia. Las cuestiones de accesibilidad, impacto social, privacidad e identidad humana básica están en el centro del debate. Garantizar un acceso equitativo a estas tecnologías y abordar las posibles consecuencias sociales es fundamental para su desarrollo e integración responsables.
Este artículo explora las tecnologías emergentes de SCS, centrándose en los implantes y prótesis neuronales, y examina las consideraciones éticas relacionadas con la accesibilidad y el impacto social.
Tecnologías emergentes: implantes y prótesis neuronales
Implantes neurales
Descripción general
Los implantes neuronales son dispositivos que se implantan quirúrgicamente en el cerebro o el sistema nervioso para interactuar directamente con el tejido neuronal. Pueden registrar la actividad neuronal, estimular las neuronas o ambas. Estos implantes realizan una variedad de funciones, desde intervenciones terapéuticas hasta mejora cognitiva.
Tipos de implantes neurales
Dispositivos de estimulación cerebral profunda (ECP)
- Función: Envía impulsos eléctricos a áreas específicas del cerebro.
- Solicitud:
- Tratamiento de la enfermedad de Parkinson: Reduce los síntomas motores como temblor y rigidez.
- Temblor esencial: Alivia los temblores involuntarios.
- Distonía: Tratamiento de las contracturas musculares que provocan posturas antinaturales.
- Trastorno obsesivo-compulsivo (TOC): Uso experimental para casos graves.
Implantes óseos
- Función: Interactúa con parte de la corteza cerebral para registrar o estimular la actividad neuronal.
- Solicitud:
- Implantes corticales motores: Le permite controlar prótesis o cursores de computadora.
- Implantes corticales visuales: Tiene como objetivo restaurar la visión estimulando las vías visuales.
- Sistemas de retroalimentación sensorial: Proporciona sensaciones táctiles a través de la estimulación.
Conexiones nerviosas periféricas
- Función: Se conecta a los nervios fuera del cerebro y la columna vertebral.
- Solicitud:
- Manejo de prótesis: Las interfaces con los nervios periféricos permiten el control de las prótesis.
- Prótesis sensoriales: Restaura sensaciones como el tacto o la propiocepción.
Matrices de microelectrodos
- Ejemplos: Matriz de Utah, Neurogrid.
- Función: Registro y estimulación de alta densidad de la actividad neuronal.
- Solicitud:
- Investigación en neurociencia: Investigación sobre redes neuronales y funciones cerebrales.
- Neuroprótesis: Gestión de dispositivos de alta resolución.
Proyectos y desarrollos destacados
Neuralink
- Fundador: Elon Musk.
- Objetivo: Crear interfaces cerebro-máquina de ultra alto rendimiento para conectar humanos y computadoras.
- Tecnología:
- Electrodos de soldadura flexibles: Más delgado que un cabello humano, diseñado para minimizar el daño tisular.
- Cirugía robótica: Implementación automatizada para mejorar la precisión.
Puerta del cerebro
- Colaboradores: Universidad Brown, Hospital General de Massachusetts, Universidad de Stanford.
- Objetivo: Restaurar la comunicación y el movimiento a personas con parálisis.
- Logros:
- Gestión de computadoras: Los participantes pudieron controlar cursores y brazos robóticos con sus pensamientos.
Sincrónico
- Tecnología: Interfaz neuronal Stentrode.
- Actitud: Implantación mínimamente invasiva a través de vasos sanguíneos.
- Solicitud: Permite la comunicación de pacientes con parálisis severa.
Integración protésica con señales neuronales
Avances en prótesis
Control protésico neural
- Prótesis mioeléctricas
- Mecanismo: Utiliza señales eléctricas de los músculos restantes para controlar los movimientos protésicos.
- Limitaciones: Grado limitado de libertad y control menos intuitivo.
- Redirección muscular dirigida (TMR)
- Proceso: Un procedimiento quirúrgico que redirige los nervios a ubicaciones musculares alternativas.
- Beneficio: Proporciona señales de control adicionales a las prótesis, mejorando la funcionalidad.
- Conexiones neuronales directas
- Actitud: Los electrodos se implantan en la corteza motora o en los nervios periféricos.
- Funcionalidad:
- Control intuitivo: Los usuarios pueden controlar las prótesis mediante los movimientos previstos.
- Movimientos complejos: Permite el control de múltiples grados de libertad.
Integración de retroalimentación sensorial
- Sensación artificial
- Retroalimentación táctil: Las prótesis equipadas con sensores transmiten las sensaciones del tacto al usuario.
- Retroalimentación propioceptiva: Proporciona conocimiento de la posición y los movimientos de las extremidades.
- Técnicas
- Estimulación eléctrica: Estimulando los nervios para inducir sensaciones.
- Optogenética: Metodología experimental que utiliza luz para controlar neuronas modificadas genéticamente para expresar canales iónicos sensibles a la luz.
Estudios de casos y ejemplos
Miembro protésico modular (MPL)
- Revelador: Laboratorio de Física Aplicada de Johns Hopkins.
- Características:
- Robótica avanzada: Proporciona casi la flexibilidad de una mano humana.
- Integración neuronal: Controlado mediante electrodos implantados en la corteza motora.
- Resultados: Los participantes pudieron realizar tareas complejas como apretones de manos y manipulación de objetos.
LUKE Brazo
- Revelador: Corporación de Investigación y Desarrollo DEKA.
- Innovación: Combina el control mioeléctrico con la retroalimentación de la fuerza de agarre.
- Impacto: Mejora la motricidad fina de los usuarios.
Consideraciones éticas: accesibilidad e impacto público
Accesibilidad
Barreras económicas
- Precios altos:
- **Desarrollo y producción
Costos:** Los SKS avanzados son costosos de desarrollar y producir.
- Procedimientos quirúrgicos: Su implementación requiere experiencia y equipo médico especializado.
- Mantenimiento y actualizaciones: Costos continuos de mantenimiento de equipos y actualizaciones de software.
- Seguros y liquidaciones:
- Sin cobertura: Muchas pólizas de seguro no cubren en absoluto las tecnologías SKS.
- Desigualdades socioeconómicas: Las personas con niveles de ingresos más bajos pueden no tener acceso a estas tecnologías.
Inclusión
- Desigualdades globales:
- Países desarrollados vs. países en desarrollo: El acceso se da mayoritariamente en los países más ricos.
- Limitaciones de la infraestructura: Hay una falta de instalaciones médicas que puedan apoyar a SKS.
- Derechos de las personas con discapacidad:
- Empoderamiento vs. Dependencia: Garantizar que SKS mejore la autonomía sin crear nuevas dependencias.
- Principios de diseño universal: Diseñar tecnologías que sean accesibles para diversas poblaciones.
Estrategias para mejorar la accesibilidad
Reducción de precio
- Economías de escala: Producción en masa para reducir precios unitarios.
- Plataformas de código abierto: Fomentar la colaboración en la creación y el intercambio de recursos.
Política y regulación
- Financiación gubernamental: Subvenciones y ayudas para incentivar la investigación y el acceso de los pacientes.
- Reformas de seguros: Cobertura obligatoria de tecnologías esenciales de SKS.
Asociaciones públicas y privadas
- Cooperación: Colaboración entre gobiernos, academia e industria para promover el acceso equitativo.
- Iniciativas educativas: Formación de profesionales en regiones en desarrollo.
Impacto público
Privacidad y seguridad
Protección de datos
- Información sensible: Los datos neuronales son extremadamente personales y únicos.
- Posible abuso: Riesgo de que las interfaces neuronales puedan verse comprometidas o accederse a ellas de forma ilegal.
- Medidas de ciberseguridad:
- Cifrado: La transmisión de datos entre SKS y dispositivos externos está protegida.
- Normas regulatorias: Establecer directrices para el tratamiento y protección de datos.
Identidad humana y autonomía
Autocambio
- Mejoras cognitivas: Los SKS que mejoran la memoria o la cognición pueden alterar la identidad personal.
- Preguntas de autenticidad: El debate sobre el yo “natural” versus las capacidades mejoradas tecnológicamente.
Autonomía
- Red de control: Asegúrese de que los usuarios tengan control total sobre su SKS.
- Consentimiento y agencia: La implementación ética requiere consentimiento informado y respeto por la autonomía individual.
Igualdad y Justicia
Estratificación social
- Rompecabezas de mejora: La posibilidad de que SKS cree desigualdad entre individuos mejorados y no mejorados.
- Riesgos de discriminación: Estigma para quienes no pueden o eligen no utilizar SCS.
Accesibilidad justa
- No discriminación: Políticas que previenen la discriminación basada en el uso o mejora de SKS.
- Participa en la creación: Involucrar a diversos grupos en el proceso de diseño e implementación del SKS.
Aspectos legales y regulatorios
Responsabilidad y rendición de cuentas
- Responsabilidad por dispositivos inoperativos: Aclarar la responsabilidad cuando el equipo falla y causa daños.
- Responsabilidades de producción: Garantizar la seguridad y fiabilidad del SKS.
Propiedad intelectual
- Derechos de patente: Equilibrar los incentivos a la innovación con la accesibilidad.
- Propiedad de los datos: Determinar quién es el propietario de los datos neuronales generados por el SKS.
Normas internacionales
- Armonización: Desarrollar estándares globales que guíen el uso ético de SKS.
- Desafíos internacionales: Abordar las diferencias en la regulación y la ética entre países.
Efectos psicológicos y sociales
Bienestar psicológico
- Dificultades de adaptación: Los usuarios pueden experimentar dificultades para integrar SKS en su autopercepción.
- Riesgos de adicción: El riesgo de que los usuarios se vuelvan psicológicamente dependientes de la tecnología.
Interacción social
- Cambios en la comunicación: SKS puede cambiar la forma en que las personas interactúan socialmente.
- Percepciones culturales: Aceptación diferente de SKS en diferentes culturas.
Las interfaces cerebro-computadora representan una frontera transformadora en la tecnología y la medicina, ofreciendo profundas posibilidades para restaurar funciones perdidas, mejorar las capacidades humanas y redefinir la interacción con el mundo digital.
Sin embargo, el desarrollo de SKS plantea consideraciones éticas importantes que deben abordarse de forma proactiva. La accesibilidad sigue siendo un desafío clave, ya que las barreras económicas y las desigualdades sociales tienden a limitar los beneficios a los grupos privilegiados.Los impactos sociales, incluidas las preocupaciones sobre la privacidad, los cambios en la identidad humana y la posible estratificación social, requieren un diálogo reflexivo y una formulación de políticas responsables.
Para garantizar que el desarrollo de las TIC sea ético, inclusivo y beneficioso para la sociedad en su conjunto se requiere la colaboración entre los desarrolladores de tecnología, los especialistas en ética, los encargados de formular políticas y el público. Al abordar las consideraciones éticas junto con la innovación tecnológica, podemos aprovechar el potencial de las interfaces cerebro-computadora para mejorar las vidas y al mismo tiempo defender los valores de igualdad, autonomía y justicia.
Literatura
- Allison, BZ, Dunne, S., Leeb, R., Maddían, J. del R., y Nijholt, A. (2013). Hacia interfaces cerebro-computadora prácticas. Saltador.
- Chandrasekaran, S. (2017). Tecnología de interfaz cerebro-computadora: hacia el control y la rehabilitación del juego. Inteligencia computacional y neurociencia, 2017.
- Fins, JJ, Illes, J. y Huggins, JE (Eds.). (2017). Desafíos éticos en la tecnología avanzada de interfaz cerebro-computadora. Saltador.
- Graimann, B., Pfurtscheller, G., y Allison, B. (Eds.). (2010). Interfaces cerebro-computadora: revolucionando la interacción humano-computadora. Saltador.
- Lebedev, M.A. y Nicolelis, M.A.L. (2017). Interfaces cerebro-máquina: de la ciencia básica a las neuroprótesis y la neurorrehabilitación. Reseñas fisiológicas, 97(2), 767-837.
- Nijboer, F., Clausen, J., Allison, BZ y Haselager, P. (2013). Encuesta Asilomar: Opiniones de las partes interesadas sobre cuestiones éticas relacionadas con la interfaz cerebro-computadora. Neuroética, 6(3), 541-578.
- Oxley, T., Opie, N., et al. (2016). Matriz de electrodos y stent endovascular mínimamente invasiva para registros crónicos de alta fidelidad de la actividad neuronal cortical. Biotecnología de la naturaleza, 34(3), 320-327.
- Rao, R.P.N. (2019). Interfaz cerebro-computadora: una introducción. Prensa de la Universidad de Cambridge.
- Sherman, W.R., y Craig, A.B. (2018). Comprensión de la realidad virtual: interfaz, aplicación y diseño (2ª ed.). Morgan Kaufman.
- Slater, M., y Sánchez-Vives, MV (2016). Mejorando nuestras vidas con realidad virtual inmersiva. Fronteras en robótica e inteligencia artificial, 3, 74.
- Wiederhold, BK y Wiederhold, MD (2007). Terapia de realidad virtual para trastornos de ansiedad: avances en evaluación y tratamiento. Asociación Americana de Psicología.
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