Cap a la fusió del cervell i les màquines

De la mateixa manera que els grecs antics fantasiejaven d’aixecar el vol, avui dia somiem a unir el cervell i les màquines per posar remei al problema empipador de la mortalitat humana. ¿La ment humana pot connectar directament amb la intel·ligència artificial, els robots i altres ments mitjançant tecnologies d’interfície neuronal directa (IND) i transcendir les nostres limitacions humanes?

Al llarg dels últims 50 anys, investigadors de laboratoris universitaris i empreses d’arreu del món han fet progressos impressionants encaminats a fer realitat aquesta visió. Recentment empresaris d’èxit com Elon Musk (Neuralink) i Bryan Johnson (Kernel) han anunciat la creació d’empreses que es proposen ampliar les capacitats humanes mitjançant interfícies neuronals directes, també anomenades interfícies cervell-ordinador. ¿Estem gaire a prop d’aconseguir-ho? ¿I què podria implicar aquesta fita?

Rehabilitació i restitució de funcions

Eb Fetz, un investigador de la Universitat de Washington, va ser un dels pioners a connectar màquines i cervells. El 1969, fins i tot abans que hi hagués ordinadors personals, va demostrar que els micos poden amplificar els seus senyals cerebrals per controlar una agulla que es mou en un comptador.

Gran part dels treballs recents sobre les IND tenen la finalitat de millorar la qualitat de vida de persones que estan paralitzades o presenten discapacitats motrius greus. S’han utilitzat senyals captats a l’interior del cervell per controlar un braç robòtic, i s’ha aconseguit extreure les intencions motrius dels senyals cerebrals de pacients paralitzats perquè utilitzin una tauleta sense fils.

També s’han comercialitzat versions molt primerenques d’ulls biònics per a persones amb discapacitat visual greu. D’altra banda, els implants coclears s’han convertit en un dels implants biònics més reeixits i abundants, amb més de 300.000 usuaris arreu del món, als quals ajuden a sentir-hi.

Les IND més sofisticades són les bidireccionals, que tant poden captar senyals del sistema nerviós com estimular-lo. A la Universitat de Washington s’estudien les IND bidireccionals com una eina de rehabilitació nova i radical per als pacients que han patit un ictus o una lesió de la medul·la espinal. Han demostrat que es pot emprar una IND bidireccional per enfortir les connexions entre dues regions cerebrals o entre el cervell i la medul·la espinal, així com desviar la informació per esquivar una zona lesionada a fi de reanimar una extremitat paralitzada.

Amb tots els èxits que s’han assolit fins avui, es pot pensar que les interfícies cervell-ordinador estan cridades a ser un dels pròxims dispositius indispensables per a qualsevol consumidor.

Encara en un estadi inicial

Però si examinem amb deteniment algunes de les demostracions actuals de les IND, ens adonarem que encara ens queda molt de camí per recórrer: quan les IND generen moviments, aquests són molt més lents, menys precisos i menys complexos que els que les extremitats de les persones sense discapacitats efectuen fàcilment cada dia. Els ulls biònics proporcionen una visió de molt baixa resolució, i els implants coclears poden transmetre informació verbal limitada per via electrònica, però distorsionen l’experiència de la música. A més, perquè tots aquests dispositius puguin funcionar, cal implantar elèctrodes mitjançant procediments quirúrgics, una opció que avui dia la majoria de pacients no es plantejaria.

Tot i això, no totes les IND són invasives. N’hi ha de no invasives, que per implantar-les no cal passar pel quiròfan. Normalment es basen en enregistraments elèctrics (electroencefalografies) obtinguts des del cuir cabellut. Aquesta tècnica s’ha emprat en demostracions de la capacitat de controlar cursors, cadires de rodes, braços robòtics, drons, robots humanoides i fins i tot de comunicar-se d’un cervell a un altre.

Ara bé, totes aquestes demostracions s’han efectuat al laboratori, en sales en silenci, amb participants que no tenen distraccions i després d’una instal·lació tècnica prolongada i metòdica. A més, els experiments només duren el temps necessari per fer palès que un concepte és possible. Aconseguir que aquests sistemes siguin prou ràpids i robustos per fer-los servir de manera pràctica en situacions reals s’ha revelat molt difícil.

Fins i tot amb elèctrodes implantats, es planteja un altre problema de lectura de la ment que és degut a la manera com està estructurat el nostre cervell. Sabem que cada neurona i els milers de neurones veïnes que hi estan connectades formen una xarxa inimaginablement àmplia que canvia constantment. També hi ha un factor que podem concebre com una barrera lingüística. Les neurones es comuniquen mitjançant una interacció complexa de senyals elèctrics i reaccions químiques. Aquesta llengua nadiua electroquímica es pot interpretar amb circuits elèctrics, però no és cosa fàcil. De la mateixa manera, quan parlem al cervell mitjançant l’estimulació elèctrica ho fem amb un accent elèctric molt marcat. Això fa que a les neurones els resulti difícil entendre el que els intenta transmetre l’estimulació enmig de tota l’altra activitat neural en curs.

Finalment hi ha el problema dels danys. El teixit cerebral és tou i flexible, a diferència de la majoria dels nostres materials conductors de l’electricitat -els fils que es connecten al teixit cerebral-, que tendeixen a ser molt rígids. Per aquest motiu, sovint els dispositius electrònics implantats ocasionen cicatrius i reaccions immunitàries que fan que els implants perdin efectivitat amb el pas del temps. Eventualment, les fibres i els conjunts d’elèctrodes biocompatibles i flexibles podrien ser útils en aquest sentit.

Coadaptació i convivència

Malgrat tots aquests reptes, som optimistes pel que fa al nostre futur biònic. Les IND no són perfectes ni cal que ho siguin. El cervell té una capacitat d’adaptació sorprenent i és capaç d’aprendre a fer servir les IND d’una manera semblant a com adquirim noves destreses com conduir o utilitzar una pantalla tàctil. El cervell aprendrà a interpretar nous tipus d’informació sensorial d’una manera semblant, encara que se li transmeti de forma no invasiva, mitjançant, per exemple, algun tipus de pulsacions magnètiques.

Creiem que, al cap i a la fi, establir una IND bidireccional “coadaptativa” en què l’electrònica aprengui del cervell i s’hi comuniqui responent-li constantment durant el procés d’aprenentatge, pot ser un pas necessari per construir el pont neural. Així mateix, els èxits en el tractament específic de malalties com la diabetis per mitjà de dispositius bioelèctrics, coneguts en anglès com a electroceuticals (implants diminuts experimentals que tracten una malaltia sense medicaments i donen ordres directament als òrgans interns), ens semblen igualment engrescadors.

A més, els investigadors han descobert noves maneres de superar la barrera lingüística entre el llenguatge elèctric i el bioquímic. Per exemple, la malla neural injectable, batejada com neural lace en anglès, podria ser una manera prometedora de fer que les neurones creixessin progressivament al costat d’elèctrodes implantats en lloc de rebutjar-los. Les sondes flexibles basades en nanofils, les bastides neuronals flexibles i les interfícies de carboni vitri també podrien fer possible que en el futur els ordinadors biològics i tecnològics convisquin feliçment en el nostre organisme.

D’assistir a augmentar

La nova start-up d’Elon Musk, Neuralink, té l’objectiu declarat de millorar els éssers humans amb IND per donar al nostre cervell una empenta en la cursa armamentística actual entre la intel·ligència humana i l’artificial. Musk espera que, amb la possibilitat de connectar-nos a la nostra tecnologia, el cervell humà pugui ampliar les seves capacitats, cosa que tal vegada ens permetria evitar un futur potencialment distòpic en què la intel·ligència artificial hagi superat de molt les capacitats naturals humanes. Per remota o descabellada que pugui semblar aquesta visió, no hauríem de desestimar una idea pel sol fet que sigui estranya. Al capdavall, fa només quinze anys els cotxes sense conductor estaven relegats al reialme de la imaginació i la ciència ficció i, avui dia, en alguns països ja hi compartim les carreteres.

En un futur més pròxim, quan les interfícies neuronals directes vagin més enllà de restituir certes funcions a persones discapacitades i passin a augmentar les capacitats humanes de persones sense discapacitats, haurem de ser perspicaçment conscients de les qüestions relatives al consentiment, la privacitat, la identitat, l’agència i la desigualtat. Ja hi ha equips de filòsofs, clínics i enginyers que treballen activament per examinar aquestes qüestions ètiques, morals i de justícia social, i proporcionar-nos directrius neuroètiques abans que els progressos portin aquest àmbit massa lluny.

Una evolució natural?

Connectar el nostre cervell amb dispositius tecnològics podria representar, en últim terme, una progressió natural en el marc de la història humana d’augmentar les pròpies capacitats amb tecnologia, que va des de l’ús de la roda per superar les nostres limitacions de bípedes fins a les anotacions en tauletes de ceràmica i en paper per augmentar la nostra memòria. Com els ordinadors, els mòbils i les ulleres de realitat virtual avui dia, les interfícies neuronals directes augmentatives, quan finalment es comercialitzin, seran estimulants, frustrants, arriscades i, alhora, d’allò més prometedores.