Una empresa de Elche investiga cómo leer el cerebro con Diamante de nitrógeno vacante y Física Cuántica

Cuando se habla de neurotecnología o de computación cuántica, lo normal es pensar en Silicon Valley. Pero una de las propuestas que combinan ambas disciplinas se desarrolla en Elche. NeuroChip Biotech trabaja en dos proyectos con ritmos muy distintos, uno ya funciona y el otro sigue sobre el papel, y un mismo objetivo: entender mejor la actividad cerebral y convertir ese conocimiento en herramientas útiles, loa acciedentes cerebrovasculares podrán ser reparados sin cirugía o largas rehabilitaciones que apenas han evolucionado desde 1940.

Cada persona, comparada consigo misma

La salud cerebral se sigue evaluando de forma puntual, en una consulta o en una prueba concreta, y los resultados se comparan con la media de la población. Con ese sistema, cambios lentos como la fatiga acumulada, el efecto de un tratamiento o un deterioro que empieza a aparecer pueden pasar inadvertidos durante años.

La compañía ilicitana parte de otro enfoque. Cada cerebro tiene su propia normalidad, sostienen sus responsables, y lo que interesa es saber cuándo se aparta de ella. La idea se explica en una frase; llevarla a la práctica ha requerido bastante más.

Una plataforma que ya funciona

La primera línea de trabajo es una plataforma que convierte un electroencefalograma (EEG) portátil, de los que se venden al gran público, en un sistema de seguimiento continuo. Tras unas pocas sesiones cortas, el programa aprende la línea base de cada usuario. A partir de ahí calcula cada día cuánto se desvía de ella y en qué aspectos, y lo explica en lenguaje corriente.

Sobre ese núcleo funcionan ya nueve productos. NeuroTwin AI, el principal, es un gemelo digital del cerebro; BrainID estudia si el EEG en reposo forma una firma individual estable entre sesiones; NeuroStress AI mide la carga cognitiva y la fatiga en puestos exigentes, como los centros de ciberseguridad; NeuroSleep AI analiza el sueño en casa y NeuroCognitive hace un seguimiento cognitivo semanal. Completan el catálogo NeuroRecovery, para la rehabilitación neurológica; NeuroDrug Response, que mide la respuesta cerebral a un tratamiento; NeuroBCI Cloud, para crear interfaces cerebro-máquina sin programar, y NeuroDataBank, un banco de datos longitudinales gestionado con consentimiento y conforme a estándares internacionales.

La empresa insiste en que nada de esto sustituye a una exploración clínica ni convierte cada variación en una alerta. Su utilidad está en observar tendencias y dar contexto a los cambios, siempre que se controlen la calidad de la señal, las condiciones del registro y la variabilidad.

Hay dos decisiones de diseño que la separan de otros desarrollos. La inteligencia artificial se ejecuta en local, de manera que los datos cerebrales nunca salen del equipo del usuario. Además, los nueve productos incorporan aprendizaje automático cuántico desarrollado con Qiskit, y cada modelo cuántico se ejecuta en paralelo con su equivalente clásico para que los resultados de ambos puedan compararse con rigor.

La compra de QuantumSecurity

El cambio de rumbo llegó con la adquisición de QuantumSecurity y de su propiedad intelectual. La operación aportó algoritmos y conocimiento en computación cuántica, optimización avanzada, análisis de señales y modelización, y abrió una segunda línea estratégica, Quantum Neurotechnology, que la compañía resume así: «cuántica capta, IA interpreta, el especialista decide».

REload, un sensor hecho de diamante

De ahí ha salido REload, el proyecto más ambicioso de la empresa: una investigación sobre una interfaz neuronal cuántica construida con diamante sintético.

Todo gira en torno a un defecto atómico muy concreto, el centro nitrógeno-vacante (NV). Aparece cuando, dentro de la red de carbono del diamante, un átomo de nitrógeno queda junto a un hueco. Esa pequeña imperfección se comporta como un sensor cuántico de enorme sensibilidad y, a diferencia de otros sistemas cuánticos, funciona a temperatura ambiente, sin refrigeración extrema.

Para la neurociencia tiene un doble interés. El diamante es carbono, un material que el organismo tolera bien. Y los centros NV permiten aplicar magnetometría cuántica, es decir, medir los diminutos campos magnéticos que generan las neuronas sin inyectar corriente y sin contacto eléctrico directo.

El diseño de REload aprovecha ese mismo defecto para crear un qubit híbrido. El espín del electrón atrapado en la vacante cambia de estado muy deprisa y hace las veces de procesador, ya que puede acoplarse a la actividad eléctrica de las neuronas en milisegundos. A su lado, el espín nuclear del nitrógeno-15, protegido en el interior del átomo y casi inmune al ruido, funciona como memoria de largo plazo. El electrón procesa la información y transfiere después su estado cuántico al núcleo, donde puede conservarse.

El ruido del propio cerebro

El mayor obstáculo es el entorno en el que tendría que trabajar el chip. El cerebro es un medio húmedo, templado y en movimiento constante, y ese ruido destruye la información cuántica, un fenómeno que los físicos llaman decoherencia.

Para hacerle frente, el equipo cuenta en primer lugar con el propio diamante, que aísla los qubits dentro de su estructura cristalina mejor que cualquier otro material. A eso se suma la hipótesis central del proyecto, los llamados qubits emulados: mediante algoritmos, óptica, láser e IA cuántica, su tamaño, su contenido y su velocidad podrían ajustarse a cada configuración para esquivar ese ruido, con un funcionamiento unidireccional o bidireccional.

El sistema experimental que se ha diseñado combina un ordenador cuántico de 25 qubits reales, un servidor con un algoritmo propio, láser y óptica, un transmisor y un medidor de electrones, y un receptor neuronal de diamante NV.

Plazos y condiciones

REload se encuentra con el modelo teórico y el diseño del sistema ya definidos. El objetivo del equipo es disponer de un primer prototipo de laboratorio en un plazo de nueve a doce meses. Después tendrán que llegar la validación experimental, la preclínica y la regulatoria.

La evaluación técnica la dirigen los equipos de José Israel Nadal Vidal, que fundó la compañía junto al Doctor Antonio Ginés López.

La empresa ha fijado los hitos que el proyecto tendrá que superar: mantener la coherencia cuántica en un entorno biológico, leer con fiabilidad la actividad neuronal mediante magnetometría NV, contar con un receptor seguro y biocompatible que funcione sin implante quirúrgico y transferir la información del electrón al núcleo con una fidelidad medible.

Los dos proyectos se complementan. La plataforma genera ya conocimiento, datos y producto, mientras que REload apunta a un cambio radical en medicina. En un sector dominado por grandes polos internacionales, NeuroChip Biotech ha decidido hacer esa investigación desde Elche.

Ahora están en varias rondas de inversión, pero sin cambiar los objetivos.

Los dos fundadores acumulan varios premios de carácter mundial y esperan estar otra vez en la ronda del Nobel, y ganarlo.

El Dr. Antonio Gines Lopez, está terminando Masters en Física Nuclear y Atómica por el MIT, mientas D. Jose Israel Nadal Vidal sigue cursando estudios que han sido premiados hasta por la NASA.

Más información

neurochip.es

Correo: cso@neurochip.es