Scott Imbrie recuerda con nitidez la primera vez que usó un brazo robótico para estrechar la mano de alguien y sintió la extremidad robótica como propia.

"Todavía se me pone la piel de gallina cuando pienso en ese primer contacto. Es algo que no se puede explicar", dice.

El momento llegó por cortesía de un implante cerebral: un arreglo de electrodos que le permite controlar un brazo robótico y recibir sensaciones táctiles de vuelta.

Llegar hasta ahí tomó décadas. En 1985, Imbrie despertó en un hospital tras un accidente automovilístico con el cuello quebrado y un médico que le dijo que nunca volvería a usar manos ni piernas. Su respuesta fue un improperio, cuenta, y una decisión: "No voy a dejar que alguien me diga lo que puedo o no puedo hacer". Con la determinación de un terco de 22 años, Imbrie recuperó gradualmente la capacidad de caminar y algo de movimiento limitado en los brazos. Consciente de lo inusual de su recuperación, este oriundo de Illinois quiso ayudar a otros y empezó a buscar proyectos de investigación sobre lesiones medulares. Recién en 2020 fue aceptado en un ensayo clínico de la Universidad de Chicago.

Más astronautas que pacientes

Imbrie pertenece a un grupo selectísimo: más personas han ido al espacio que han recibido una interfaz cerebro-computadora avanzada (BCI) como la suya. Pero un número creciente de empresas está intentando mover los dispositivos desde los laboratorios de neurociencia hacia la atención médica mainstream, donde podrían ayudar a millones de personas con parálisis y otras condiciones neurológicas. Algunas incluso aspiran a que los BCI se vuelvan, eventualmente, tecnología de consumo.

Nada de eso será posible sin gente como Imbrie. Es miembro de la BCI Pioneers Coalition, un grupo de incidencia fundado en 2018 por Ian Burkhart, el primer cuadripléjico en recuperar movimiento de mano usando un implante cerebral.

Esa experiencia transformó a Burkhart en convencido: los BCI darán el salto del laboratorio al mundo real solo si los usuarios ayudan a moldear la tecnología compartiendo qué funciona, qué no, y cómo encajan los dispositivos en la vida diaria. La coalición busca asegurar que empresas, clínicos y reguladores escuchen directamente a los participantes de los ensayos.

¿Qué riesgos enfrenta un participante de un ensayo BCI?

A pesar del flujo constante de resultados milagrosos en titulares, recibir un implante cerebral conlleva riesgos significativos. Las complicaciones quirúrgicas, como sangrado o infecciones cerebrales, son posibles. Más preocupante todavía es el costo psicológico potencial si el implante no funciona como se esperaba o si las mejoras transformadoras se retiran después.

Los investigadores lo explicitan desde el inicio, y muchos candidatos retroceden, según John Downey, profesor asistente de cirugía neurológica en la Universidad de Chicago y líder del ensayo de Imbrie.

"Diría que la cantidad de personas con las que hablo sobre hacerlo es probablemente entre 10 y 20 veces la cantidad que termina haciéndolo", dice Downey.

¿Cómo se entrena un implante BCI?

Los pioneros llegan a este estatus único por distintos caminos: lesiones medulares, parálisis por accidentes cerebrovasculares y esclerosis lateral amiotrófica (ALS). Los implantes provienen de empresas como Blackrock Neurotech, Neuralink, Synchron y otras, y se prueban para restaurar funciones de extremidades, controlar computadoras y brazos robóticos, e incluso restaurar el habla.

Muchos implantes registran señales de la corteza motora, la parte del cerebro que controla los movimientos voluntarios, para mover dispositivos externos. Otros apuntan a la corteza somatosensorial, que procesa señales sensoriales del cuerpo (tacto, dolor, temperatura, posición de extremidades) para recrear sensación táctil.

La facilidad de uso depende mucho de la aplicación. Restaurar función a las propias extremidades del usuario o controlar brazos robóticos implica la curva de aprendizaje más difícil. En las sesiones iniciales, los participantes ven un brazo virtual alcanzar objetos mientras imaginan o intentan el mismo movimiento. Los investigadores registran las señales cerebrales relacionadas y las usan para entrenar un decoder, software que traduce la actividad neural en señales de control para un brazo robótico o en patrones de estimulación para los nervios o músculos del usuario.

Burkhart, paralizado en un accidente de natación en 2010, participó en un ensayo de Battelle Memorial Institute y la Ohio State University entre 2014 y 2021. Su implante registraba señales de la corteza motora cuando él intentaba mover la mano, y el sistema retransmitía esos comandos a electrodos en su brazo que estimulaban los músculos que controlan los dedos.

Hacer que el sistema funcionara sin fricción tomó tiempo y al inicio requería concentración intensa. Eventualmente, Burkhart pudo desplazar el foco desde cada movimiento individual de dedo hacia la tarea global, lo que le permitió pasar una tarjeta de crédito, servir desde una botella e incluso jugar Guitar Hero.

El problema del neural drift

Entrenar un decoder no es un proceso de una sola pasada. Los sistemas deben recalibrarse regularmente para compensar el neural drift, el desplazamiento gradual en los patrones de actividad neural de una persona a lo largo del tiempo. Para tareas complejas como el control de un brazo robótico, los investigadores pueden tener que entrenar prácticamente un decoder nuevo antes de cada sesión, lo que puede tomar hasta una hora.

Aun cuando el sistema está listo, usar el dispositivo puede ser agotador, según Austin Beggin, paralizado en un accidente de natación en 2015 y hoy participante en un ensayo de Case Western Reserve University orientado a restaurar el movimiento de la mano.

"El trabajo mental de simplemente intentar hacer algo como dar la mano o alimentarse uno mismo es 100 veces mayor versus ustedes que ni siquiera lo piensan", dice Beggin.

También es un compromiso de tiempo serio. Beggin viaja más de 2 horas desde su casa en Lima, Ohio, a Cleveland por dos semanas cada mes para participar en experimentos. Todo el equipamiento está montado en la casa donde se queda, y trabaja con los investigadores entre 3 y 4 horas al día. La mayoría de los experimentos no están enfocados en tareas, sino en ajustar el software de control o entender mejor sus respuestas neurales a distintos estímulos.

Pero los usuarios sienten que el trabajo duro vale la pena. Más allá de la esperanza de restaurar funciones perdidas, muchos sienten una fuerte obligación moral de hacer avanzar una tecnología que podría ayudar a otros. Beggin compara a los pioneros con los primeros astronautas que sentaron las bases para el alunizaje.

"Somos algunos de los primeros astronautas que solo se mandan al espacio por un par de horas y vuelven a la Tierra", dice.

¿Cuál es el impacto emocional de un BCI?

Hablar con los primeros adoptantes de BCI deja un patrón claro: los mayores beneficios suelen ser más emocionales que prácticos. Usar un brazo robótico para alimentarse o controlar un computador es claramente útil, pero muchos pioneros dicen que los momentos más significativos son los que el experimento ni siquiera intentaba producir. Beggin cuenta entre sus mejores momentos haber estrechado las manos de sus padres por primera vez desde su lesión y acariciar a su perro salchicha.

"Esas cosas son absolutamente increíbles", dice.

El participante de Neuralink Alex Conley, quien se quebró el cuello en un accidente automovilístico en 2021, usa su implante para controlar tanto un brazo robótico como computadores, lo que le permite abrir puertas, alimentarse y manejar un smartphone. Pero dice que el mayor empuje vino de usar software de diseño asistido por computadora.

Antes mecánico, Conley empezó a usar el software a los pocos días de recibir su implante para diseñar piezas que pudieran fabricarse en una impresora 3D. Ha diseñado desde repuestos para las herramientas eléctricas de su tío hasta paragolpes para la camioneta de su cuñado.

"Era un gran resolvedor de problemas antes de mi accidente, podía arreglar las cosas de los demás", dice. "Esto me devuelve esa misma chispa de alegría".

El mundo exterior suele subestimar esas pequeñas victorias, dice Nathan Copeland, quien ostenta el récord del implante cerebral funcional más prolongado. Tras quebrarse el cuello en un accidente automovilístico en 2004, se sumó a un ensayo de la Universidad de Pittsburgh y en 2016 dio un fist bump al entonces presidente Barack Obama usando un brazo robótico controlado con su implante.