El competidor de Neuralink Precision Neuroscience prueba un implante cerebral humano

Mientras las luces se atenuaban en un quirófano del Hospital Mount Sinai de la ciudad de Nueva York, el Dr. Joshua Bederson se preparaba para hacer historia.

Bederson, presidente del Departamento de Neurocirugía del Sistema de Salud Mount Sinai, no es ajeno a las largas horas en un quirófano. El ex gimnasta competitivo ha completado más de 6.500 procedimientos en su carrera y dijo que visualiza los pasos de cada uno como si estuviera ensayando para una rutina.

En esta mañana particular de abril, Bederson se estaba preparando para un caso de resección de meningioma, lo que significaba que extirparía un tumor cerebral benigno. Bederson dijo que su enfoque principal siempre es cuidar al paciente, pero en algunos casos, también ayuda a avanzar la ciencia.

Este procedimiento fue uno de esos casos.

Una pequeña multitud se reunió cuando Bederson tomó asiento en la sala de operaciones, su silueta resplandeciente por la brillante luz blanca que brillaba sobre el paciente frente a él. Trabajadores de la salud, científicos y CNBC se acercaron (algunos miraron a través de las ventanas) para observar cómo Bederson colocaba cuatro conjuntos de electrodos de Precision Neuroscience en la superficie del cerebro del paciente por primera vez.

Un electrodo es un pequeño sensor que puede detectar y transportar una señal eléctrica, y una matriz es una rejilla de electrodos. Los neurocirujanos usan electrodos durante algunos procedimientos para ayudar a monitorear y evitar partes importantes del cerebro, como áreas que controlan el habla y el movimiento.

Precision es una startup de tres años que construye una interfaz cerebro-computadora, o BCI. Un BCI es un sistema que decodifica señales neuronales y las traduce en comandos para tecnologías externas. Quizás la empresa más conocida en este campo sea Neuralink, propiedad de tesla y el director ejecutivo de SpaceX, Elon Musk.

Otras empresas como Synchron y Paradromics también han desarrollado sistemas BCI, aunque sus objetivos y diseños varían. La primera aplicación del sistema de Precision será ayudar a pacientes con parálisis severa a restaurar funciones como el habla y el movimiento, según su sitio web.

El BCI insignia de Precision se llama Interfaz Cortical de Capa 7. Es una matriz de microelectrodos que es más delgada que un cabello humano y se parece a un trozo de cinta adhesiva amarilla. Cada conjunto se compone de 1.024 electrodos y Precision dice que puede adaptarse a la superficie del cerebro sin dañar ningún tejido.

Cuando Bederson utilizó cuatro de los conjuntos de la compañía durante la cirugía en abril, estableció un récord para la mayor cantidad de electrodos colocados en el cerebro en tiempo real, según Precision. Pero quizás lo más importante es que las matrices pudieron detectar señales de los dedos individuales del paciente, lo cual es una cantidad de detalle mucho mayor que la que los electrodos estándar pueden capturar.

Usar la matriz de electrodos de Precision es como convertir una imagen pixelada de baja resolución en una imagen 4K, dijo Ignacio Sáez, profesor asociado de neurociencia, neurocirugía y neurología en la Escuela de Medicina Icahn en Mount Sinai. Saez y su equipo supervisan el trabajo de Precision con Mount Sinai.

“En lugar de tener 10 electrodos, me estás dando 1.000 electrodos”, dijo Sáez a CNBC en una entrevista. “La profundidad, la resolución y el detalle que vas a obtener son completamente diferentes, aunque de alguna manera reflejan la misma actividad neurológica subyacente”.

Bederson dijo que acceder a este nivel de detalle podría ayudar a los médicos a ser más delicados con sus cirugías y otras intervenciones en el futuro. Para Precision, la capacidad de registrar y decodificar señales de dedos individuales será crucial mientras la empresa trabaja para ayudar a los pacientes a restaurar el control motor fino.

Los datos marcan un hito para Precision, pero queda un largo camino por recorrer antes de que alcance algunos de sus objetivos más elevados. La compañía todavía está trabajando para obtener la aprobación de la Administración de Alimentos y Medicamentos de EE. UU. y aún tiene que implantar a un paciente una versión más permanente de su tecnología.

“Creo que estos son pequeños pasos hacia el objetivo final de la interfaz cerebro-computadora”, dijo Bederson a CNBC en una entrevista.

Dentro del quirófano

La cirugía de Bederson en abril no fue el primer rodeo de Precision. De hecho, fue la decimocuarta vez que la compañía colocó su dispositivo en el cerebro de un paciente humano.

Precision se ha asociado con centros médicos académicos y sistemas de salud para realizar una serie de primeros estudios clínicos en humanos. El objetivo de cada estudio varía y la empresa anunció su colaboración con Mount Sinai en marzo.

En Mount Sinai, Precision está explorando diferentes aplicaciones para su conjunto en entornos clínicos, por ejemplo, cómo se puede utilizar para ayudar a monitorear el cerebro durante la cirugía. En estos procedimientos, cirujanos como Bederson colocan temporalmente la matriz de Precision en pacientes que ya se están sometiendo a una cirugía cerebral por una razón médica.

Los pacientes dan su consentimiento para participar previamente.

Es habitual que los neurocirujanos mapeen las señales cerebrales con electrodos durante este tipo de procedimientos. Bederson dijo que la práctica actualmente aceptada es utilizar entre cuatro y casi 100 electrodos, muy lejos de los 4.096 electrodos que se estaba preparando para probar.

Las matrices de Precision se utilizan para una pequeña parte de estas cirugías, por lo que CNBC se unió al quirófano en abril una vez que el procedimiento ya estaba en marcha.

El paciente, que pidió permanecer en el anonimato, estaba dormido. El equipo de Bederson ya les había extraído parte del cráneo, lo que dejó una abertura del tamaño de una tarjeta de crédito. Cuatro de los conjuntos de Precision estaban cuidadosamente dispuestos sobre una mesa cercana.

Una vez que el paciente estuvo estabilizado, los empleados de Precision ingresaron lentamente al quirófano. Ayudaron a colocar las matrices en un arco alrededor de la abertura en la cabeza del paciente y conectaron haces de largos cables azules en el otro extremo a un carro lleno de equipos y monitores.

El Dr. Benjamin Rapoport, cofundador y director científico de Precision, observó en silencio. Cada procedimiento importante presenta algunos riesgos, pero la conducta tranquila del neurocirujano de voz suave nunca flaqueó. Le dijo a CNBC que cada nuevo caso es tan emocionante como el anterior, especialmente porque la empresa todavía está aprendiendo.

Bederson ingresó al quirófano cuando los preparativos de Precision llegaban a su fin. Ayudó a hacer algunos ajustes finales en la configuración y se apagaron las luces del techo del quirófano.

La charla continua se redujo a susurros. Bederson estaba listo para empezar.

Comenzó retirando con cuidado una membrana fibrosa llamada duramadre para revelar la superficie del cerebro. Colocó una tira estándar de electrodos sobre el tejido durante unos minutos y luego llegó el momento de probar la tecnología de Precision.

Utilizando un par de pinzas amarillas llamadas pinzas de bayoneta largas, Bederson comenzó a colocar los cuatro conjuntos de electrodos de Precision en el cerebro del paciente. Colocó los dos primeros conjuntos con facilidad, pero los dos últimos resultaron un poco más desafiantes.

Bederson estaba trabajando con una pequeña sección de tejido cerebral, lo que significaba que las matrices debían tener el ángulo perfecto para que quedaran planas. Como referencia, imagine colocar los extremos de cuatro cintas métricas separadas dentro de un área de superficie aproximadamente del tamaño de una banda elástica. Fue necesaria una pequeña reconfiguración, pero después de un par de minutos, Bederson lo hizo posible.

Representaciones en tiempo real de la actividad cerebral del paciente recorrieron los monitores de Precision en el quirófano. Las cuatro matrices estaban funcionando.

En una entrevista después de la cirugía, Bederson dijo que era “complicado” y “un poco incómodo” colocar las cuatro matrices a la vez. Desde una perspectiva de diseño, dijo que habrían sido útiles dos conjuntos con el doble de puntos de contacto, o conjuntos más largos con mayor espaciado.

Bederson comparó las matrices con espaguetis y la descripción era acertada. Desde donde CNBC miraba, era difícil saber dónde terminaba uno y comenzaba el siguiente.

Una vez que se colocaron todas las matrices y se detectaron señales activamente, Rapoport de Precision permaneció con su equipo junto a los monitores para ayudar a supervisar la recopilación de datos. Dijo que la investigación es producto de un verdadero esfuerzo de equipo de la empresa, el sistema de salud y el paciente, que muchas veces no llega a ver los beneficios de la tecnología en esta etapa.

“Se necesita todo un pueblo para que este tipo de cosas avancen”, dijo Rapoport.

CNBC salió del quirófano cuando Bederson comenzó a extirpar el tumor, pero dijo que el caso salió bien. El paciente se despertó después con algo de debilidad en el pie ya que la cirugía se realizó en esa parte del cerebro, pero Bederson dijo que esperaba que el pie se recuperara en unas tres o cuatro semanas.

Rapoport estuvo presente en esta cirugía en particular debido a su función en Precision, pero conoce bien los quirófanos de Mount Sinai.

Rapoport es cirujano en ejercicio y se desempeña como profesor asistente de neurocirugía en la Escuela de Medicina Icahn en Mount Sinai. Rapoport informa a Bederson, y Bederson dijo que la pareja se conoce desde que Rapoport estaba en residencia en Weill Cornell Medicine.

El Dr. Thomas Oxley, director ejecutivo de la empresa competidora BCI Synchron, también es miembro del cuerpo docente de Bederson. Synchron ha construido un BCI similar a un stent que se puede insertar a través de los vasos sanguíneos del paciente. A principios de febrero, la empresa había implantado su sistema en 10 pacientes humanos. También está trabajando para obtener la aprobación de la FDA.

Bederson tiene una participación accionaria en Synchron, pero le dijo a CNBC que no se daba cuenta de cuánto le impediría participar en la investigación con el equipo de Synchron. No tiene ninguna inversión monetaria en Precision.

“Realmente no quería tener ningún interés financiero en Precision porque creo que tiene un futuro igualmente prometedor y quería hacer avanzar la ciencia lo más rápido que pudiera”, dijo Bederson.

Rapoport también ayudó a cofundar Neuralink de Musk en 2017, aunque dejó la empresa al año siguiente. Neuralink está construyendo un BCI diseñado para insertarse directamente en el tejido cerebral, y la compañía recibió recientemente la aprobación para implantar a su segundo paciente humano, según un informe del Wall Street Journal del lunes.

A medida que la industria BCI se calienta, Bederson dijo que lo que los científicos entienden sobre el cerebro está a punto de “explotar” en los próximos años. Empresas como Precision apenas están comenzando.

“Realmente siento que el futuro es donde está la emoción”, dijo Bederson.

Rapoport dijo que Precision espera recibir la aprobación de la FDA para la versión cableada de su sistema “dentro de unos meses”. Esta versión, que es la que CNBC vio en el quirófano, sería para uso en un hospital o en una unidad de atención monitorizada durante hasta 30 días seguidos, dijo.

El implante permanente de Precision, que transmitirá señales de forma inalámbrica, pasará por un proceso de aprobación independiente con la FDA.

Rapoport dijo que Precision espera implantar a “unas pocas docenas” de pacientes la versión cableada de su tecnología para fin de año. Esa recopilación de datos le daría a la empresa un “muy alto nivel de confianza” en su capacidad para decodificar señales de movimiento y voz en tiempo real, dijo.

“Dentro de unos años, tendremos una versión mucho más avanzada de la tecnología”, dijo Rapoport.