El ultrasonido y el cerebro: ¿solo envía señales o puede también escucharnos?

Puntos clave para entender la situación actual

• El ultrasonido puede "escribir" en el cerebro: La estimulación por ultrasonido transcraneal (TUS) o ultrasonido focalizado de baja intensidad actúa como un método de neuromodulación no invasiva, capaz de influir en la actividad de la corteza cerebral y de regiones cerebrales más profundas.

• El ultrasonido también puede "leer" la actividad cerebral: La imagenología funcional por ultrasonido (fUS, por sus siglas en inglés) es un campo de estudio que busca observar la actividad cerebral a través de imágenes, y se discute como un canal potencial de lectura para BCI no invasivas.

• Por lo tanto, afirmar que "el ultrasonido solo puede introducir señales" es inexacto: Revisiones científicas recientes ya discuten de forma conjunta la imagenología cerebral por ultrasonido, la neuromodulación por ultrasonido e incluso sistemas de circuito cerrado (closed-loop) que combinan el ultrasonido con electroencefalografía (EEG).

• Pero "poder leer" no equivale a un "lector BCI maduro": Las BCI no invasivas actuales aún presentan limitaciones de rendimiento, como tasas de error elevadas. Por eso, hay investigaciones que exploran cómo usar el ultrasonido focalizado para estimular áreas cerebrales relacionadas con la atención y así mejorar el desempeño de las BCI visuales-motoras.

• Ya existen exploraciones experimentales de sistemas bidireccionales: Se ha reportado un caso en el que se integró la estimulación por ultrasonido focalizado con algoritmos de aprendizaje automático para decodificar ondas cerebrales en 25 sujetos, logrando una funcionalidad BCI que codifica y decodifica. Sin embargo, estos resultados deben verse más como un avance científico que como la inminente llegada de un producto comercial.

Un diagnóstico más preciso

• Es correcto decir que muchos de los BCI por ultrasonido actuales se centran principalmente en la estimulación o neuromodulación no invasiva.
• Es incorrecto afirmar que todos los BCI por ultrasonido son unidireccionales y no pueden extraer información del cerebro.
• El juicio más certero es que las BCI bidireccionales no invasivas aún son inmaduras y están lejos de ofrecer una interacción cerebro-máquina bidireccional de alto rendimiento y en tiempo real.

Conclusión breve

La ruta del ultrasonido para las BCI posee dos vertientes tecnológicas complementarias: la "escritura", mediante la estimulación transcraneal, y la "lectura", a través de la imagenología funcional o sistemas de circuito cerrado que integran señales como las del EEG. La mayoría de las BCI no invasivas del presente, sin embargo, no operan como sistemas bidireccionales avanzados en un sentido práctico. Predominan las aplicaciones unidireccionales, mientras los sistemas bidireccionales de lazo cerrado están dando sus primeros pasos de validación.