Inteligencia Artificial (IA). Bienvenidos al futuro: Diez increíbles avances de IA en medicina.

QNR Team
6 jun 2023
7 Min. de lectura

Actualizado: 26 ago 2023

En este artículo, presentamos algunos avances recientes en IA aplicada a la medicina, tales como los Chips intracerebrales de Neuralink, el Sistema Versius, brazos y piernas biónicos con Inteligencia Artificial aplicada, Robots cirujanos, entre otros. Descubramos diez increíbles avances de IA en medicina y más.

La literatura y el cine, siempre se adelantaron a mostrarnos humanos con extremidades robóticas, sentidos super-desarrollados, habilidades super-humanas, asistentes robóticos capaces de detectar, tratar y curar enfermedades de todo tipo están hoy viendo su amanecer, y es solo el comienzo. La tecnología imaginada en el pasado de la ciencia ficción se ha convertido en realidad en el futuro, y el futuro …. es hoy.

La electrónica fue revolucionada en 1906 por la creación del “audión”, como su creador lo llamó, tubo de vacío o triodo como se conoce hoy. Fue la pieza fundamental en el desarrollo de las computadoras, radares, televisión y radio. Su inventor fue el estadounidense Lee de Forest. Como resultado de eso, hoy más de un centenar de años después, el mundo es revolucionado e impactado de lleno por uno de sus productos consecuencia: la Inteligencia Artificial (IA). Y se espera que la humanidad cambie su realidad tal y como la conoce en muy poco tiempo.

Acompáñenos a explorar en el primer capítulo de este tema algunos de los más recientes, y, en mi opinión, asombrosos avances en el campo de la inteligencia artificial.

Computadora intracerebral y puentes de comunicación inalámbricos entre cerebro y columna vertebral.

Hace solo algunos días, la FDA ha aprobado la prueba en humanos de la primera computadora intracerebral, desarrollada por Neuralink, compañía del grupo de Elon Musk. Esta computadora intracerebral será implantada por un robot especialmente diseñado para realizar esta cirugía, de manera confiable y exactamente en el sitio donde debe ir. Este dispositivo promete devolver al menos en parte, la movilidad e independencia a las personas que sufren de tetraplejía, esclerosis amiotrófica, entre otras patologías. Y tan solo con el tamaño de una moneda. Musk ha mencionado que en las primeras aplicaciones esperan restaurar la motricidad en personas que tengan poca o nula movilidad, así como la visión en otros pacientes. Ya está abierta la convocatoria para pacientes que quieran participar de las pruebas clínicas en su sitio web.

Sin embargo, estos no son los únicos desarrolladores de esta tecnología, hay investigadores en varias partes del mundo. Ha sido noticia en los últimos días, un hombre que ha vuelto a caminar luego de 12 años de haber perdido la movilidad en un accidente. Gracias a un implante que maneja con sus pensamientos, y que restaura la comunicación de forma inalámbrica entre el cerebro y la columna vertebral, desarrollada por investigadores de Francia y suiza. Realmente creo que este es uno de los más notorios avances dentro de los diez desarrollos más increíbles de IA en medicina

Versius, sistema robótico.

Es un robot modular móvil, que complementa y amplía el trabajo que un cirujano y su equipo pueden hacer. Ayuda a hacer cirugías mínimamente invasivas, disminuye riesgo de infección postquirúrgico, optimiza los accesos y procedimientos quirúrgicos. Posee articulaciones completamente móviles, y asigna los movimientos de la mano directamente al instrumento. Que además ofrece una visualización tridimensional de alta definición, estable e integrada, y extremadamente precisa, con detalles en la percepción de la profundidad. Su versión anterior fue Da Vinci, que en 2021 fue reversionado en Versius.

Brazos y piernas prostéticos biónicos mejorados gracias a IA.

Hasta hace poco las prótesis podían ofrecer la realización de tareas sencillas tales como, abrir y cerrar la mano y el brazo, pero se vuelve complicado al intentar rotar las muñecas, rodillas, o cada dedo en forma individual, por que los músculos que mueven tales estructuras ya no están allí. Lo que hace la IA en este caso es mediante un guante en la mano existente. Cuando el usuario mueve la mano, el guante de datos registrará el movimiento previsto, mientras que una interfaz nerviosa periférica registra las señales nerviosas del brazo que falta. Como consecuencia de esto, los patrones de las señales nerviosas y los movimientos específicos de la mano son correlacionados gracias al aprendizaje que hace el sistema de IA de esto. Y el decodificador de IA puede así reconocer y accionar para el miembro faltante varios movimientos “finos” a la vez, como pellizcar, por ejemplo, que implica el movimiento del pulgar y el índice simultáneamente.

Por supuesto no son perfectos, pero prometen una experiencia exactamente como las manos reales, en un corto tiempo.

Otra mejora en la que se está trabajando es para que, con las manos prostéticas, y algunos objetos se cree un loop de comunicación bidireccional cerrado humano-máquina. Esto permitirá a la interfase con el decodificador neuronal, manipular objetos solo con el pensamiento, como una forma de telekinesis. Así como también están desarrollando sistemas para que los usuarios tengan la sensación táctil y la propiocepción (que es la habilidad del cuerpo y el sistema nervioso de sentir movimiento, acción y posición en el espacio tridimensional).

En la universidad de Utah, han desarrollado una pierna protésica, según sus creadores dicen, la “mejor jamás creada”. Que combina robótica, neuro-ingeniería, Inteligencia Artificial, servicio médicos y atención del paciente. En la que utilizan motores, procesadores y la IA más vanguardista. Esperan que les de a los pacientes amputados la fuerza y la movilidad para realizar acciones que la mayoría de las personas tomamos como normales y garantidas.

Neuromorphic computing chip.

Es un microchip que podremos llevar “puestos”, que aumentarán la precisión médica. Este chip es capaz de procesar grandes montos de información en tiempo real. Esto conducirá a las tecnologías médicas para “llevar puestas”, y el procesamiento de datos médicos a otro nivel. Se trata de un mini chip-computadora flexible, que utiliza la electrónica, IA , machine learning, y está hecho de polímeros. Capaz de medir parámetros médicos tales como azúcar, metabolitos, oxígeno, moléculas inmunológicas, entre otros. Pero además será capaz de contrastar esta información con la que está en la historia clínica del paciente, y parámetros seteados específicamente para cada persona, y con patrones dentro de una gran base de datos, para poder dar conclusiones acerca del estado de salud del paciente en tiempo real. Este chip no es solo un chip computarizado típico, si no que funciona como el cerebro humano, almacenando y analizando la información de una manera integrada.

Cáncer e inteligencia artificial.

Varias facetas en la terapia del cáncer pueden verse mejoradas. Por ejemplo, sabemos que los procesos de descubrimiento, desarrollo, validación y administración de fármacos son extensos en el tiempo y conllevan grandes costos de dinero. Estos procesos son solo algunos de los que se verían mejorados de una manera eficiente gracias a la IA, al machine learning y redes neuronales, ya que se acelerarían de una manera considerable al obtener gracias a la IA múltiples soluciones, representando una mejora en el horizonte cercano para la terapia contra el cáncer.

También se han desarrollado Bases de datos inteligentes (CancerVar). Hasta ahora las bases de datos con información de pacientes con cáncer, casos clínicos, y la interpretación para miles de mutaciones somáticas cancerígenas se ha realizado “manualmente”. Produciéndose así algunas contradicciones y discrepancias, sin mencionar las mutaciones nuevas aún no documentadas no eran interpretadas sistemáticamente, conduciendo a más errores. Todo esto sin tener en cuenta que son procesos que llevan un tiempo considerable. Las bases de datos con IA integrada y aprendizaje profundo, están facilitando en extremo este proceso, ya que se pueden hacer interpretaciones automáticas y estandarizadas de más de 13 millones de mutaciones somáticas. Además, puede predecir la oncogenicidad de las variantes basándose en características clínicas y funcionales.

En el instituto de investigación Ken Kennedy, de robótica, neuro-ingeniería e Inteligencia Artificial

Rehabilitación y entrenamiento en ambientes virtuales están desarrollando IA y sistemas robóticos, que tienen como principal objetivo, el entrenamiento adaptativo en un entorno simulado y con señales de fuerza artificiales. Abordando también, si surgieran, problemas cuando humanos y robots interactúan en entornos virtuales de entrenamiento y rehabilitación. ¿Cómo funciona esto? El aprendiz tiene un exoesqueleto en el brazo, que tiene incluido un dispositivo de retroalimentación háptica. Este dispositivo muestra señales y transmite información adicional al aprendiz más allá de las leyes físicas que rigen el entorno simulado. Por ejemplo, le envía información de las trayectorias deseadas alcanzables, las velocidades de exploración deseadas, las fuerzas de interacción apropiadas durante la realización del entrenamiento. Por supuesto esto es adaptado en forma individual para cada individuo y sus necesidades.

Parkinson, epilepsia, depresión, obesidad, son algunas de las enfermedades que afectan a una gran parte de la población mundial, y que el desmedro que hay en la calidad de vida de las personas que lo padecen puede ser agobiante. Para ello se están investigando aplicaciones de neuro-ingeniería para entender mejor la conectividad de los circuitos neuronales, y con esto ya están desarrollando “bucles cerrados” de estimulación neuronal, mínimamente/o no invasivos, en tiempo real para mitigar estos padecimientos.

Por si todo esto fuera poco, también están desarrollando herramientas estadísticas de aprendizaje basados en datos, ¡¡para ayudarle a los científicos a realizar descubrimientos!!

Sistemas que traducen la actividad neuronal en tiempo real, lo que permite manipular el hipocampo, y esto permitiría selectivamente inhibir los recuerdos de episodios traumáticos.

Mientras que están también desarrollando otros sistemas que ayudarán en la fisiología y neurofisiología del lenguaje, la conectividad neuronal y la capacidad cognitiva del cerebro, para la memoria a corto plazo.

Gracias a la nanotecnología de la mano de la IA, se pueden monitorear células específicas del sistema nervioso, para intervenir en su funcionamiento desde sus estructuras intracelulares.

Una cámara delgada y un sistema de software, que puede decodificar y activar neuronas de nuestra corteza cerebral.

Y esto es solo el comienzo.

Conclusión

Hablaremos un poco de la historia en nuestro próximo artículo, así como también de otros nuevos dispositivos que incluyan lo más vanguardista de la IA. Si tenemos en cuenta que la inteligencia artificial, es una de las tecnologías más recientes y que alcanzó un desarrollo con mucha utilidad en pocos años. Así como también, posee una especie de retroalimentación positiva, ya que muchos de los desarrollos y nuevas aplicaciones, potencian a las siguientes, aún cuando no estén estrechamente relacionadas entre sí. Como el ejemplo de la herramienta que tiene como fin ¡ayudarle a los científicos a hacer más descubrimientos!

Y si esto aún fuera insuficiente, se combina con ciencias y elementos como la nanociencia y tecnología, metamateriales, neuro-ingeniería, biomedicina, bioingeniería, robótica, entre otras. Y que podrán cambiar la historia de la humanidad tal como la conocemos, las enfermedades y padecimientos podrán ser considerablemente reducidos, resueltos o eliminados.

La medicina y la salud adquirirán un nuevo significado, sin dudas ya estamos “allí”... BIENVENIDOS AL FUTURO.

Sobre la autora:

María Soledad Gómez tiene más de 10 años de experiencia en la industria trabajando en una variedad de funciones dentro de la industria regulada, la asistencia sanitaria y la medicina, incluyendo alimentos / bebidas, hospitales y medicina veterinaria. Maria Sole escribe artículos técnicos sobre una amplia variedad de temas del ámbito médico.

Sobre el editor:

Brian Hoy tiene más de 20 años de experiencia en el sector de los dispositivos medicos y la creación de empresas, apoyando el ciclo de vida completo con alcance mundial. Brian es consultor de la industria y ofrece asesoramiento general y apoyo fuera del horario laboral.

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