El mercado de interfaces cerebro-computadora (BCI, por sus siglas en inglés) está experimentando un crecimiento significativo y se proyecta que pase de 1740 millones de dólares en 2022 a 6200 millones de dólares en 2030.
Las BCI se utilizan en múltiples ámbitos, como el médico, la investigación, el bienestar mental, las soluciones multisectoriales y los videojuegos.
La integración de las BCI plantea graves preocupaciones de ciberseguridad y privacidad, como el espionaje cerebral (brain tapping), los ataques mediante estímulos engañosos y los ataques adversarios contra los componentes de aprendizaje automático.
Un informe reciente estima que el mercado mundial de interfaces cerebro-computadora (BCI) tenía un valor de 1740 millones de dólares en 2022, y se prevé que alcance los 6200 millones de dólares en 2030, con una tasa de crecimiento anual compuesta del 17,5 %.
Aunque el alcance completo de las aplicaciones futuras de las BCI (sistemas que captan las señales cerebrales, las analizan y las traducen en comandos para otro dispositivo) sigue siendo desconocido, comprender las tendencias actuales es esencial para identificar la dirección futura de esta tecnología, las áreas de innovación y crecimiento, y los posibles riesgos y amenazas de ciberseguridad. A continuación, se presentan conclusiones basadas en la experiencia de 680 empresas.
Interfaz cerebro-computadora pionera
La distribución mundial de las empresas de BCI (Figura 1) destaca los países que lideran los avances en este ámbito. Estados Unidos domina de manera notable el panorama de las BCI, principalmente debido a la importante financiación en investigación y desarrollo y a un sólido ecosistema de innovación.
Europa también aporta una contribución significativa al sector, principalmente desde Alemania, los Países Bajos y Francia. Varias economías emergentes, como India, Brasil y Sudáfrica, también muestran una actividad significativa en el ámbito de las BCI.
Los cyborgs y las BCI son conceptos cautivadores presentes en la cultura popular, como en la película RoboCop de 1987. Hoy en día, los avances en inteligencia artificial (IA) y procesamiento de señales han acercado las BCI a la realidad, en casos de uso que todavía están muy lejos de la dominación de los robots.
Si observamos la cronología de las BCI (Figura 2), queda claro que muchas empresas se centraron inicialmente en la investigación y las aplicaciones médicas de las BCI. Sin embargo, a medida que la tecnología en torno a las BCI ha avanzado, el alcance de las aplicaciones se ha ampliado más allá de los usos médicos.
Casos de uso diversos
El análisis de una muestra seleccionada de empresas de BCI ha identificado cinco áreas de aplicación principales, y todos los demás casos se agrupan bajo «otros». Esta categoría incluye empresas que exploran aplicaciones de BCI únicas o de nicho, que no están muy extendidas o se encuentran en etapas iniciales de desarrollo, como el uso de las BCI para la autenticación de usuarios.
Las cinco principales áreas de uso de las BCI son:
Médico: Ofrece a los pacientes una amplia gama de beneficios, como la prevención, la detección, el diagnóstico, la restauración y la rehabilitación.
Investigación: Proporciona recursos a neurocientíficos, investigadores y desarrolladores para llevar a cabo investigaciones y explorar las capacidades y limitaciones de las BCI.
Bienestar mental: Ofrece retroalimentación en tiempo real sobre el bienestar mental de los usuarios y facilita prácticas eficaces de salud mental.
Multisectorial: Ofrece soluciones personalizables en diversos sectores, como sistemas de apoyo a la toma de decisiones basados en BCI, plataformas de pruebas de usabilidad, publicidad y aplicaciones de entretenimiento basadas en estímulos, soluciones de neuromarketing, tecnologías de enseñanza adaptativa, etc.
Videojuegos y entretenimiento: Elimina los controles tradicionales y ofrece una experiencia de juego inmersiva mediante la comunicación neuronal unidireccional o bidireccional, que responde a la actividad cerebral y la estimula para lograr una mayor implicación.
Aunque hay menos empresas centradas específicamente en los videojuegos en comparación con otras categorías, este mercado crece con rapidez. El auge de los videojuegos de realidad virtual y aumentada, junto con los avances en tecnología inmersiva, ha impulsado el interés por las aplicaciones de juego. En línea con esta tendencia, Valve anunció una exploración de las BCI en el contexto del metaverso, en colaboración con OpenBCI.
¿Cómo funcionan las aplicaciones de BCI?
Las aplicaciones de BCI traducen la actividad cerebral en señales de control para dispositivos y proporcionan retroalimentación sensorial para estimular el cerebro (Figura 3), como se explica a continuación:
Adquisición de señales cerebrales: Las señales del cerebro se captan mediante métodos invasivos (implantes) o no invasivos.
Procesamiento de señales: Las señales en bruto se depuran para eliminar el ruido y extraer características significativas.
Reconocimiento de patrones y aprendizaje automático: Los patrones de las señales procesadas se utilizan para crear comandos de control, a menudo con la ayuda de técnicas de aprendizaje automático.
Retroalimentación sensorial: Los comandos de control influyen en un dispositivo o entorno, proporcionando retroalimentación al usuario. Los sensores supervisan estos cambios y transmiten la retroalimentación directamente al cerebro mediante estimulación.
Implicaciones para la seguridad y la privacidad
Cada fase de una aplicación de BCI es susceptible a diversos ciberataques, como se resume a continuación:
Espionaje cerebral: Este ataque compromete la confidencialidad de una persona al interceptar las señales transmitidas desde el cerebro durante la fase de adquisición de señales. Según el tipo de señales y los estímulos dados, el espionaje cerebral permite inferir de forma involuntaria emociones, preferencias, creencias religiosas y políticas, y potencialmente más. Estos datos pueden ser explotados por delincuentes, terroristas, empresas comerciales, agencias de espionaje y entidades militares.
Ataque mediante estímulos engañosos: Durante la fase de adquisición de señales, este ataque puede utilizarse para manipular la integridad de la señal generada, lo que conduce a resultados defectuosos o sesgados. Los estímulos engañosos también pueden utilizarse durante la retroalimentación para controlar la mente de una persona. La capacidad de una aplicación de BCI para estimular el cerebro introduce un riesgo significativo de secuestro, que podría obligar a las personas a actuar en contra de su voluntad. Esta amenaza resulta especialmente preocupante en el caso de vehículos y armas controlados neuronalmente, que podrían afectar de forma significativa a la comisión de delitos y guerras.
Ataques adversarios en las BCI: Este ataque se dirige al componente de aprendizaje automático de las aplicaciones de BCI mediante la manipulación de ejemplos de entrenamiento o de prueba, lo que produce resultados sesgados. Por ejemplo, la «huella digital cerebral» basada en aprendizaje automático para la detección de mentiras puede manipularse mediante un ataque adversario para producir resultados sesgados a favor o en contra del sujeto.
Protección fundamental
Para protegerse frente a los riesgos asociados al aumento de los casos de uso de las BCI, deben existir las siguientes salvaguardas:
Transparencia y consentimiento: Garantizar que todas las aplicaciones de BCI funcionen con un alto nivel de transparencia en sus prácticas de recopilación y uso de datos, y que cumplan con las políticas y normativas de privacidad, como el RGPD.
Supervisión regulatoria: Las prácticas perjudiciales relacionadas con las BCI deben identificarse y restringirse por ley.
Medidas de seguridad reforzadas: Se necesitan más investigaciones para desarrollar mecanismos de control de acceso específicos para las BCI. La integración de técnicas criptográficas avanzadas y estrategias de defensa frente a ataques adversarios puede mejorar aún más la seguridad de las soluciones de BCI.
Concienciación y educación pública: Aumentar la concienciación pública sobre los riesgos de las tecnologías de BCI y educar a los usuarios para que se protejan frente a posibles abusos.
De la ciencia ficción a la realidad, las interfaces cerebro-computadora están revolucionando la tecnología y plantean cuestiones cruciales sobre la ciberseguridad y la privacidad. Por eso debemos comprender ahora estas tendencias e innovaciones para ayudar a proteger frente a los riesgos que están configurando el futuro de la tecnología de BCI.
