La piel electrónica hace de tu cuerpo una computadora

(CNN) -- Un parche de oro, de solo unos pocos centímetros de ancho y tan liviano como una pluma, podría revelar tus más profundos pensamientos y sentimientos.

Esta es la premisa del Biostamp del profesor John Rogers. Al adherir sensores flexibles y diminutos a la sien del usuario, él ha logrado rastrear las ondas cerebrales en tiempo real y transmitirlas como mensajes.

"Nuestros prototipos pueden proporcionar una variedad de funciones de monitoreo y estimulación, dice Rogers, científico de materiales de la Universidad de Illinois en Urbana Champaign. "Podemos detectar los disparos coordinados de neuronas, y ejecutamos esa actividad a través de una interfaz de deletreo por computadora, de tal manera que las ondas cerebrales detectan letras de una pantalla de teclado virtual e ingresan mensajes".

Anteriormente, dichas señales solo podían ser detectadas al utilizar un casco entero de pesados electrodos, lo que requería que la piel del paciente se lavara y solo podía utilizarse durante un corto período de tiempo.

El parche de Rogers es lo suficientemente liviano como para ser casi imperceptible, lo que permite un uso prolongado incluso fuera del laboratorio, de tal manera que todo el equipo está capacitado para detectar señales de manera más precisa.

Sistemas electrónicos que apenas están ahí detectan la actividad cerebral.

El enfoque sin cables también elimina el ruido de fondo que ocultan las señales y crean incertidumbre posicional. Para tener una precisión incluso mayor, el equipo de Illinois está utilizando electrodos de una densidad cada vez más alta que generan miles de veces más información sobre la actividad cerebral.

Los objetivos inmediatos son dos aplicaciones médicas revolucionarias. Una es medir las ondas cerebrales vinculadas con ataques en los pacientes epilépticos, al señalar problemas antes de llegar a una crisis. La otra es monitorear los patrones de sueño en busca de trastornos y otras percepciones, lo cual había sido imposible con el hardware tradicional y pesado.

En cualquier momento, en cualquier lugar

El objetivo es solo el objetivo más reciente y ambicioso. Desde que Rogers inventó el Biostamp ante gran fanfarria en 2011, ha sido utilizado en todo el cuerpo para medir el latido del corazón, la temperatura y otros signos vitales. Han sido adaptados por Reebok para monitorear la fuerza de los impactos en el deporte, por L'Oreal para monitorear la hidratación de la piel, y por el ejército de Estados Unidos para monitorear la condición de los soldados.

Los dispositivos 'biocompatibles' incluso están siendo probados dentro del cuerpo. El campo emergente de los dispositivos electrónicos diseñados para afectar sistemas biológicos ofrece la posibilidad de brindar tratamiento así como diagnóstico, al utilizar la simulación electrónica dirigida como una alternativa a las drogas, un enfoque posiblemente revolucionario que puede ser aplicado a muchos problemas de órganos.

Los investigadores de Illinois han insertado sistemas electrónicos dentro del nervio pélvico para abordar la disfunción de la vejiga, y en la superficie del corazón desempeñan el papel de un marcapasos avanzado. También han diseñado sellos para disolverse de manera segura dentro del cuerpo después de un período determinado de tiempo.

Actualmente, los ensayos se limitan a los roedores, mientras los investigadores resuelven los obstáculos de seguridad que permitirían que la tecnología fuera utilizada en humanos. Rogers reconoce que existe un tipo de riesgo en introducir elementos externos en el cuerpo, pero está convencido de que esto representa el camino hacia adelante.

"La historia de los sistemas electrónicos gira en torno a acercarse al individuo. Al principio era una computadora en el pasillo, seguida por una computadora de escritorio, luego una computadora portátil, un teléfono en tu bolsillo y un reloj en tu muñeca. Ahora podríamos hablar de sistemas electrónicos integrados a la piel, bioelectrónica, y dispositivos completamente capaces de ser implantados. Entrar de lleno en el ámbito de los sistemas electrónicos integrados tiene sentido para mí".

La clave de este progreso es un cambio de paradigma en los sistemas electrónicos, desde tableros rígidos hasta dispositivos suaves y flexibles que el cuerpo humano puede acomodar, y el Biostamp representa varios avances en la adaptabilidad.

El equipo de Rogers eliminó los tableros de los circuitos, lo que les permitió miniaturizar los componentes a una nanoescala para que la experiencia de llevarlos puestos fuera cómoda. Tuvieron éxito en crear un dispositivo que podía mantener la forma y función incluso cuando lo estiraban, y es completamente a prueba de agua, así que puede funcionar sobre o debajo de la piel.

Una función que ha sido difícil de encoger y estirar es la fuente de energía. Las baterías no han avanzado tan rápido como los electrodos, lo que ha dejado a Rogers con ya sea un tiempo de duración limitado para el Biostamp, una innovación para una forma inalámbrica de la energía o incluso utilizando el cuerpo como una fuente de combustible.

"Se reduce a cuánta energía necesita tu dispositivo. Hemos utilizado el movimiento corporal. Para los dispositivos que se implantan en el corazón, existe una fuente constante de energía mecánica que genera microwatts. Pero para afuera del cuerpo, debes pensar qué tan continua sería la energía mecánica. El movimiento de los brazos y las piernas es una opción... se trata de la investigación continua y no de una respuesta sencilla".

Posibilidades emergentes, incluso para los superhéroes

Desde el Biostamp original en 2011, el laboratorio de Rogers ha presentado más de 100 patentes relacionadas, lo que dio lugar al establecimiento de varias compañías nuevas. La más prolífica de ellas —MC10— ha recibido más de 60 millones en financiamiento privado.

La investigación en relación a la piel electrónica se ha convertido en un fenómeno mundial, desde la Universidad de Tokio que produce circuitos "irrompibles", hasta el Instituto de Liebniz que produce sensores que detectan campos magnéticos, y la Universidad de Nebraska-Lincoln, la cual creó un equipo especializado para detectar cáncer de seno. Google también se está involucrando.

El profesor Todd Coleman —un exestudiante de Rogers— es una de las personas que ha desarrollado variaciones del Biostamp en su Neural Interaction Lab en la University College San Diego. El laboratorio funciona con proyectos médicos como identificar el daño cerebral en bebés prematuros, al igual que posibilidades de entretenimiento.

"Algunas personas están obsesionadas con la idea de usar señales cerebrales en experiencias como salir en citas, o en las experiencias de realidad aumentada en los videojuegos", dice Coleman. Su equipo también ha podido aprovechar las ondas cerebrales para pilotear drones a través de fuertes electrodos, y está desarrollando los medios para que un Biostamp realice la misma función.

Coleman recientemente lanzó el emprendimiento comercial Neuroverse en asociación con el neurobiólogo Ricardo Gil da Costa, lo que evidenció las posibilidades de entretenimiento en una colaboración en 2014 con Marvel Comics. Los científicos diseñaron una interfaz cerebro-computadora (BCI) para la exhibición S.A.T.A.T.I.O.N. de los Vengadores en Nueva York, lo cual permitía que los jugadores se convirtieran en personajes de superhéroes y sus propias ondas cerebrales se convierten en acciones espectaculares.

Por una mejor persona

Si tales interfaces son lo suficientemente accesibles para que quienes no son especialistas las utilicen y entiendan, podríamos estar entrando a una nueva era de la responsabilidad personal para la salud y el estilo de vida.

"Necesitamos asegurarnos de que estos dispositivos a la larga ayuden a las personas a vivir vidas más saludables y tomar mejores decisiones", dice Coleman. "¿Los doctores van a analizarlo de manera remota o permitirán la modificación del estilo de vida sin doctor? ¿Cómo creamos un enfoque en el que las personas cambien sus vidas con base en la información que reciben?"

La reacción pública ante las tecnologías electrónicas de la piel ha sido variada, desde el entusiasmo de los jugadores y quienes son los primeros en adoptarlas, hasta el escepticismo de los defensores de la privacidad preocupados por que podríamos perder el control de datos personales sensibles. Pero la inversión y la investigación se están acelerando rápidamente, e incluso la estética está siendo abordada por medio del desarrollo de joyería y pantallas LED colocadas en la piel.

Jawbones y Fitbits pronto podrían ser anticuados, y la tecnología vestible es solo un preludio para la integración completa.