Una nueva interfaz cerebro-computadora ultra delgada abre el camino hacia una comunicación discreta y de alto rendimiento con la corteza – con claras consecuencias terapéuticas para la epilepsia, lesión de la médula espinal, ELA, accidente cerebrovascular y ceguera. Un equipo de investigación de la Universidad de Columbia y el NewYork-Presbyterian Hospital junto con socios de Stanford y la Universidad de Pensilvania ha desarrollado un sistema que crea una rápida conexión inalámbrica entre la corteza cerebral y computadoras externas, sin voluminosas cápsulas de electrónica y sin cables que pasen a través del cráneo. La clave está en la extrema miniaturización e integración monolítica: todo el sistema cabe en una sola oblea de silicio que puede ser adelgazada y doblada para que descanse sobre la superficie cerebral como papel, con lo cual la invasividad del procedimiento se reduce al mínimo, y el rendimiento de datos se eleva a niveles necesarios para el funcionamiento de avanzados algoritmos de aprendizaje automático.

Por qué BISC es diferente: de la “lata de electrónica” a una sola oblea

La mayoría de los sistemas médicos BCI de última generación utilizan múltiples módulos microelectrónicos separados – amplificadores, convertidores A/D, lógica de control y transceptores de radio – alojados en una “lata” implantada relativamente grande con cables que pasan a través del cráneo o hacia el tórax. Tal arquitectura aumenta la invasividad, crea potenciales vías de infección y limita el ancho de banda. BISC rompe ese modelo. Toda la interfaz – desde 65.536 microelectrodos en la matriz (µECoG) a través de front-ends analógicos y convertidores A/D hasta transceptores de radio, alimentación y control digital – se encuentra en una sola oblea CMOS monolítica adelgazada al grosor de un cabello. La placa se coloca de manera subdural sobre la corteza, sin penetrar en el tejido, lo que reduce la reactividad y simplifica la cirugía.

El implante se apoya energética y informáticamente en una “estación de relevo” externa y portátil que entrega potencia inalámbricamente y recibe datos. La conexión se realiza mediante radio de banda ultra ancha (UWB) con un transceptor on-chip; en la práctica esto permite un rendimiento del orden de cientos de megabits por segundo, suficiente para la grabación simultánea de miles de canales de alta resolución temporal y para la interacción bidireccional “read–write” (estimulación y grabación) en la corteza.

Escalabilidad a nivel de la industria de semiconductores

La fuerza de BISC radica en que no se produce como un “patchwork” ensamblado a mano, sino mediante procesos estándar de la industria de semiconductores. El chip está fabricado en un proceso 0,13-µm BCD (combinación de procesos bipolares, CMOS y DMOS) que permite la coexistencia de una precisa analogía de bajo ruido, lógica digital, gestión de potencia y potentes salidas para estimulación en el mismo cristal. Con ello se logra una densidad de funcionalidad hasta ahora no registrada: una matriz de microelectrodos de 256×256 contactos, 1.024 canales simultáneos para grabación y hasta 16.384 canales programables para estimulación, junto con subsistemas de radio y energía – todo en un volumen del orden de milímetros cúbicos y con un grosor total del ensamblaje que se puede reducir a unas pocas decenas de micrómetros. Dado que todo está fabricado en litografía estándar, la plataforma es adecuada para la producción en serie y el aumento gradual del número de canales sin cambiar la arquitectura básica.

Alto rendimiento inalámbrico: por qué 100 Mbps es importante

En aplicaciones clínicas y de investigación BCI es crucial “capturar” la mayor cantidad posible de información sobre intenciones, percepción y estados del cerebro, y esto requiere tanto alta resolución espacial como alta resolución temporal. La conexión UWB de BISC alcanza declarativamente alrededor de 100 Mb/s de rendimiento agregado, y eso sin cables físicos entre la corteza y la computadora. Esa cifra no es solo un dato de ingeniería en papel: tal ancho de banda permite la ejecución de avanzados algoritmos de aprendizaje automático y profundo sobre señales casi crudas, sin compresión agresiva y sin pérdida de las sutilezas necesarias para decodificar matices de movimiento, habla o percepción. La estación de relevo se comunica con la computadora mediante protocolos inalámbricos estándar, lo que simplifica la integración en los flujos de trabajo existentes en el hospital y laboratorio.

Del laboratorio al hospital: estado de los estudios el 10 de diciembre de 2025

En el camino hacia la aplicación en la clínica, el equipo ha desarrollado una cirugía mínimamente invasiva en la cual el chip adelgazado se introduce a través de una pequeña craneotomía y se “desliza” en el espacio subdural, directamente sobre la corteza. En modelos preclínicos se ha confirmado la estabilidad de la grabación a largo plazo de la corteza motora y visual. También se han registrado ondas viajeras en la banda gamma en la corteza visual que llevan una abundancia de información sobre estímulos, lo que los sistemas típicos de baja resolución no pueden registrar. Paralelamente se llevan a cabo cortos estudios intraoperatorios en humanos, enfocados en la calidad de la señal, la robustez de la comunicación y la seguridad de la posición del implante durante procedimientos neuroquirúrgicos.

Para la epilepsia existen planes concretos: equipos neuroquirúrgicos y neurológicos en el centro NewYork-Presbyterian/Columbia han registrado ensayos del uso de BISC en pacientes con epilepsia farmacorresistente. La idea es aprovechar la alta resolución espacio-temporal para el mapeo preciso de focos, la predicción de convulsiones y, a largo plazo, la estimulación dirigida que atenúa patrones patológicos antes de que se conviertan en una convulsión clínica.

Potencial clínico: del control de convulsiones a la recuperación de la vista y el habla

Aunque el enfoque inicial está en la epilepsia, la tecnología es aplicable también a una serie de otras condiciones. En la parálisis tras lesión de la médula espinal o accidente cerebrovascular, la alta densidad de electrodo y el rendimiento abren espacio para la decodificación de la intención de movimiento y el control de exoesqueletos o estimulación eléctrica funcional. En la esclerosis lateral amiotrófica un sistema BCI con tal resolución puede servir como base para rápidas interfaces de comunicación, y en oftalmología y neurooftalmología la estimulación bidireccional en la corteza puede convertirse en la base para prótesis visuales de mayor resolución espacial. Finalmente, las tecnologías de decodificación del habla con alto rendimiento de flujo de datos ya han demostrado que pueden reconstruir un habla más natural y expresiva en tiempo real, lo que abre un camino importante hacia la recuperación de la comunicación para personas que la han perdido.

Cómo funciona BISC: un corto “stack” desde el electrodo hasta la nube

• Matriz µECoG: disposición 256×256 de microelectrodos de alta densidad descansa sobre la superficie de la corteza y “lee” capacitiva/óhmicamente los potenciales de campo locales, con mínima penetración en el tejido.


• Front-end analógico: cada canal de grabación contiene un amplificador de bajo ruido, filtros programables y convertidores A/D optimizados para señales bioeléctricas.


• Gestión y procesamiento: en el chip hay un controlador con su propio instruction set que gestiona la multiplexación, los patrones de estimulación y el empaquetado de datos.


• Alimentación y RF: alimentación inalámbrica inductiva/capacitiva y transceptor UWB para comunicación bidireccional con la unidad de relevo portátil; el relevo utiliza acceso estándar 802.11 hacia la computadora.


• Capa de software: API y herramientas de aprendizaje automático que permiten la decodificación de motricidad, habla y percepción y la implementación de bucles cerrados de estimulación.

Decisiones de ingeniería que marcan la diferencia

Grosor y flexibilidad. Una oblea adelgazada a ~50 µm (en algunas versiones incluso hasta ~15–25 µm de grosor total con encapsulación) puede deslizarse entre la duramadre y la calvaria sin crear presión volumétrica sobre el parénquima y adaptarse formalmente a las circunvoluciones de la corteza. La integración monolítica elimina cables y conectores, reduce puntos de falla y aporta un significativo ahorro de volumen. El ancho de banda del orden de 100 Mb/s es un salto cualitativo – permite el “streaming” de datos neuronales en tiempo real y una base para bucles cerrados de estimulación. La eficiencia energética y la gestión de potencia están diseñadas de manera que la disipación permanezca dentro de límites seguros para el tejido neuronal, con constante supervisión de la temperatura e integridad de la señal.

Comparación con otros enfoques BCI

El ecosistema BCI es diverso: desde matrices de microagujas penetrantes profundas hasta redes epidurales y subdurales y sistemas completamente no invasivos. Las matrices penetrantes (p. ej. hilos implantados robóticamente) dan muy alta resolución local, pero conllevan mayor riesgo quirúrgico y reactividad tisular a largo plazo. Los sistemas epidurales y subdurales son menos invasivos, pero tradicionalmente han ofrecido menor resolución y rendimiento. BISC combina las ventajas de ambos mundos: contacto subdural y suave con la corteza y densidad de canales que entra en el territorio de reconstrucciones de alta resolución – y al mismo tiempo evita conductos trans-corticales permanentes y voluminosas cápsulas de electrónica. Para los clínicos esto significa una colocación más fácil, para los ingenieros mayor escalabilidad, y para los pacientes potencialmente una recuperación más rápida y menor riesgo de infección.

De DARPA a startup: el camino de la comercialización

El desarrollo de BISC fue impulsado en el marco de programas enfocados en interfaces de alta resolución con un gran número de canales de grabación y estimulación, con el objetivo de hacer el puente entre el cerebro y los sistemas digitales lo más ancho posible y al mismo tiempo seguro. Los investigadores luego iniciaron la transferencia industrial a través de la empresa recién fundada Kampto Neurotech, que produce versiones del chip listas para investigación y trabaja en el desarrollo posterior de la plataforma para cumplir con los requisitos para ensayos en humanos. El enfoque industrial de la producción a escala de oblea y métricas como la densidad de electrodos por milímetro cúbico destaca como un diferenciador en comparación con los sistemas existentes.

Seguridad, biocompatibilidad y regulación

Una de las razones para elegir la configuración subdural es la reducción de la reactividad tisular y los micromovimientos que degradan la señal con el tiempo. Al hacerlo se utilizan dieléctricos flexibles (p. ej. parileno, poliimida) y conceptos de encapsulación herméticos que no aumentan la rigidez del ensamblaje. Las densidades energéticas y los flujos térmicos están diseñados para no exceder los límites de seguridad para el tejido neuronal, mientras que todo el sistema está concebido para funcionar en circuito cerrado con supervisión de la integridad de la señal y detección de errores. En el lado regulatorio se avecina el camino estándar: evaluación de la biocompatibilidad de materiales, verificación de la compatibilidad electromagnética, validación de software así como estudios clínicos que deben demostrar seguridad y utilidad en indicaciones claramente definidas.

IA como la “segunda mitad” del sistema

Una BCI de alto rendimiento sin potentes algoritmos sigue siendo solo un “micrófono” para el cerebro. BISC está ideado para la colaboración con modelos de aprendizaje automático que trabajan sobre corrientes de campos locales y potencialmente sobre conexiones con representaciones visuales, somatosensoriales y motoras. En la decodificación de la motricidad, la densa disposición de contactos facilita el aprendizaje del mapeo de la intención de movimiento en comandos para prótesis o exoesqueletos. En el habla, la combinación de un denso muestreo espacial y una conexión inalámbrica estable permite a los sistemas reconstruir un habla continua y expresiva en tiempo casi real. En la percepción, el gran ancho de banda y la bidireccionalidad crean condiciones previas para bucles cerrados en los que los algoritmos no solo leen sino que también estimulan de manera dirigida para corregir patrones patológicos.

Qué significa esto para la clínica en los próximos años

En epilepsia: mapeo más fino de redes que generan convulsiones, predictores basados en modelos profundos y potencial de bucle cerrado de estimulación para prevenir convulsiones. En déficits motores: canales “del pensamiento al movimiento” más rápidos y control más preciso de múltiples grados de libertad. En comunicación: habla más natural y rápida generada a partir de la actividad neuronal, incluyendo matices de expresión. En trastornos visuales: fundamentos para prótesis corticales con un mayor número de espacios de estimulación. Todo esto depende de pruebas de seguridad y robustez durante períodos más largos, de la sostenibilidad de la alimentación inalámbrica y de la capacidad del sistema para mantener a largo plazo una relación señal/ruido favorable sin cambios cicatriciales en la interfaz tejido-electrodo.

Especificaciones técnicas y cifras (contexto para expertos)

• Densidad de electrodos: 256×256 (65.536 contactos) en la matriz µECoG; grabación simultánea ≥1.024 canales; estimulación hasta 16.384 canales con patrones programables.


• Enlace de radio: UWB con un flujo de bits agregado de aproximadamente 100 Mb/s; la estación de relevo se comporta hacia la computadora como un dispositivo 802.11.


• Tecnología de fabricación: 0,13-µm BCD (integración monolítica de analogía, digital, alimentación y RF).


• Mecánica: cristal adelgazado de un grosor de ~50 µm (total con encapsulación ~25–50 µm), flexible para colocación subdural; superficie del chip del orden de milímetros cuadrados; volumen ~3 mm³.


• Software: propio “instruction set”, API y herramientas para decodificación de intención, percepción y estado; bucle cerrado de estimulación soportado.


• Resultados preclínicos: grabaciones crónicas (semanas–meses) en cerdos y primates no humanos con decodificación de motricidad y percepción; grabaciones intraoperatorias en humanos en curso.

Preguntas abiertas y límites

¿Cuánto tiempo permanece estable la impedancia de los electrodos y la relación señal-ruido? ¿Cómo asegurar la hermeticidad a largo plazo sin aumentar la rigidez? ¿A qué ritmo crece el consumo en relación con el número de canales activos y cómo afecta esto al balance térmico? ¿Puede la conexión inalámbrica lidiar confiablemente con el entorno hospitalario electromagnéticamente “contaminado”? ¿Cómo incorporar ciberseguridad y privacidad de datos desde el primer día? Y finalmente, ¿cómo validar decodificadores para que sean robustos a cambios a largo plazo en la neurofisiología y el comportamiento de los pacientes? Las respuestas a estas preguntas decidirán si BISC puede cruzar el límite de una plataforma prometedora a una herramienta neuroquirúrgica estándar.

En suma, con la aparición de una BCI monocomponente, ultra delgada e inalámbrica que trae toda la “cadena de señal” a un solo chip, el cerebro obtiene un “portal” de comunicación de alto rendimiento. Si los próximos estudios clínicos confirman la seguridad y el efecto en enfermedades como epilepsia, parálisis o pérdida de visión, la próxima ola de neurotecnología podría entrar silenciosamente desde el laboratorio a los quirófanos de neurocirugía y – paso a paso – en la vida cotidiana.