Para qué sirve este modelo de IA entrenado con ondas cerebrales en lugar de texto

La Clínica Cleveland se ha asociado con la empresa Piramidal, con sede en San Francisco, para desarrollar un modelo de inteligencia artificial a gran escala que se utilizará para vigilar la salud cerebral de los pacientes en las unidades de cuidados intensivos.

Cerebro de IA

En lugar de entrenarse con texto, el sistema se basa en datos de electroencefalograma (EEG), que se recogen mediante electrodos colocados en el cuero cabelludo y luego una computadora lee en una serie de líneas onduladas. El EEG registra la actividad eléctrica del cerebro, y los cambios en esta actividad pueden indicar un problema. En la Unidad de Cuidados Intensivos (UCI), o Terapia Intensiva, los médicos analizan los datos del EEG en busca de convulsiones, alteraciones de la conciencia o deterioro de las funciones cerebrales.

Actualmente, los médicos confían en el monitoreo continuo del EEG para detectar actividad cerebral anormal en un paciente, pero no pueden monitorear a cada paciente en tiempo real. En su lugar, los informes de EEG suelen generarse cada 12 o 24 horas y luego se analizan para determinar si un paciente está experimentando un problema neurológico. Revisar manualmente los datos de las ondas cerebrales de un día puede llevar de dos a cuatro horas.

"Este tipo de cosas lleva mucho tiempo. Es subjetivo y depende de la experiencia y los conocimientos", expresa Imad Najm, neurólogo y director del Centro de Epilepsia del Instituto Neurológico de la Clínica Cleveland.

El sistema que están desarrollando la Clínica Cleveland y Piramidal está diseñado para interpretar flujos continuos de datos de EEG y detectar anomalías en cuestión de segundos para que los médicos puedan intervenir antes.

"Nuestro modelo desempeña el papel de monitorear constantemente a los pacientes en la UCI y permite a los médicos saber qué está ocurriendo con el paciente y cómo evoluciona su salud cerebral en tiempo real", explica Kris Pahuja, director de producto de Piramidal.

Un modelo para el cerebro

Pahuja y el director general Dimitris Fotis Sakellariou fundaron Piramidal en 2023, con el objetivo de construir un modelo básico para el cerebro, un sistema de IA que pueda leer e interpretar señales neuronales de forma generalizada en diferentes personas. Antes de esto, Sakellariou trabajó 15 años como neuroingeniero y científico de IA investigando el electroencefalograma. Pahuja trabajó en estrategia de producto en Google y Spotify. Su startup, respaldada por Y Combinator, recaudó 6 millones de dólares en financiamiento inicial el año pasado.

La empresa creó su modelo cerebral para la UCI a partir de conjuntos de datos de EEG de dominio público, así como de datos de EEG propios de la Clínica Cleveland y otras asociaciones. Sakellariou afirma que el modelo incorpora casi un millón de horas de datos de monitorización EEG de "docenas de miles" de pacientes, tanto neurológicamente sanos como no sanos. Los patrones de actividad cerebral varían mucho de una persona a otra, por lo que la creación de un modelo de base cerebral requiere enormes cantidades de datos para captar patrones y características comunes.

"La belleza de un modelo de base es que, del mismo modo que ChatGPT puede generalizar el texto, puede adaptarse a tu tono y a tu forma de escribir, nuestro modelo es capaz de adaptarse a los cerebros de distintas personas", señala Sakellariou.

Actualmente, el equipo de la Clínica Cleveland y Piramidal está utilizando datos retrospectivos de pacientes para afinar el modelo. En los próximos seis a ocho meses, tienen previsto probar el modelo en un entorno de UCI estrictamente controlado, con datos de pacientes reales y un número limitado de camas y médicos. A partir de ahí, el programa se irá extendiendo poco a poco a toda la UCI. Con el tiempo, el software permitirá al sistema hospitalario controlar a cientos de pacientes a la vez, asegura Najm.

Eficiencia en la identificación

El objetivo de esta lenta implantación es reducir la tasa de falsos positivos y falsos negativos, es decir, los casos en los que el sistema identifica erróneamente a pacientes que no presentan un episodio grave o no detecta a alguien que sí lo tiene. Este último caso es "un gran problema que nos quita el sueño", indica Najm.

Piramidal no hizo comentarios sobre la precisión actual del modelo, pero reveló que ha evaluado su tecnología con una red de médicos y ha logrado un rendimiento "similar al humano". La empresa tiene previsto publicar datos sobre la precisión del modelo en el futuro.

El objetivo inmediato de Piramidal es aplicar su modelo de base cerebral a la UCI, pero Sakellariou y Pahuja también quieren utilizarlo para monitorear la epilepsia y el sueño. Por su parte, la empresa de interfaces cerebro-ordenador Synchron está desarrollando un modelo de base cerebral que incorpora datos de participantes en ensayos para que su sistema sea más preciso y generalizable a más usuarios. También hay aplicaciones de consumo de los modelos de base cerebral, como el uso de auriculares EEG para medir estados emocionales. Tanto las aplicaciones médicas como las de consumo plantean interrogantes sobre cómo se utilizarán y almacenarán los datos cerebrales, así como sobre cómo y cuándo deben usarse.

"Avances como éste ponen de manifiesto la necesidad de marcos éticos anticipatorios que apoyen el desarrollo y uso responsables de estas tecnologías", comenta Caroline Montojo, presidenta y directora general de la Fundación Dana, una organización filantrópica privada dedicada a la investigación en neurociencia. "Es fundamental incorporar muchas perspectivas diferentes en las primeras fases del diseño de la tecnología desde múltiples disciplinas, incluidos especialistas en ética, ciencias sociales y estudios jurídicos, así como las experiencias vividas por los pacientes."

Artículo publicado originalmente en WIRED. Adaptado por Mauricio Serfatty Godoy.