El largo viaje hacia el cerebro aumentado

15/01/2014

Si todo sale como está previsto, el próximo 12 de junio de 2014 el saque inaugural del Mundial de fútbol de Brasil lo realizará un joven tetrapléjico capaz de caminar mediante el primer prototipo de exoesqueleto completo. Un equipo internacional liderado por el brasileño Miguel Nicolelis, de la Universidad de Duke, trabaja a contrarreloj para alcanzar este objetivo y sorprender a la humanidad con los avances que llevan años experimentando con monos. "El extraordinario éxito con los primates no humanos", asegura Nicolelis, "es lo que nos hace creer que los humanos podrían alcanzar esta tarea de manera mucho más sencilla".

Nicolelis ya sorprendió al mundo hace unos años con sus primeros experimentos con monos. Tras implantar unos electrodos en su córtex motor, su equipo consiguió que los monos movieran un brazo robótico con el pensamiento y lo utilizaran para alimentarse. Su último experimento va un paso más allá y no solo ha conseguido que los monos manejen brazos virtuales sino que perciban sensaciones táctiles mediante la estimulación eléctrica del cerebro. El estudio, publicado en Nature, demuestra que los animales pueden decodificar el sentido del tacto sin necesidad de pasar por la piel y estimulando una zona muy precisa de su corteza somatosensorial. "Algún día", dice Nicolelis, "los pacientes tetrapléjicos se aprovecharán de esta tecnología, no sólo para mover los brazos y las manos y volver a caminar, sino también para sentir la textura de los objetos colocados en sus manos".
¿Demasiado futurista? Pues bien, una semana después de conocer el último estudio de Nicolelis, la Universidad de Pittsburgh acaba de conseguir que un tetrapléjico mueva un brazo robótico con el cerebro gracias a un neuroimplante. Tim Hemmes, de 30 años, se dañó la columna hace siete años en un accidente de moto y quedó paralizado. Ahora un equipo de científicos ha colocado una serie de electrodos en su cerebro y han conseguido que mueva el brazo con su pensamiento y toque la mano de su novia.
La operación, que tuvo lugar en agosto, duró dos horas y consistió en colocar varios electrodos en la superficie del cerebro de Hemmes "tras analizar con muchas pruebas de resonancias funcionales dónde se procesaban las señales para mover el brazo derecho". Después de practicar con el interfaz, al sujeto no le costó demasiado tiempo aprender los rudimentos para mover el aparato robótico con su mente.
Éste y otros avances en neurociencia se mueven en la misma dirección: intervenir en el cerebro humano para corregir o mejorar sus limitaciones. Conseguir un interfaz cerebro-máquina eficaz no sólo abre el camino terapéutico sino que puede expandir nuestras capacidades a largo plazo. ¿Podrá la tecnología solucionar las limitaciones físicas de nuestro cerebro? ¿Entraremos en la era del cerebro aumentado? Sin entrar en el terreno de la ciencia ficción, investigadores de todo el mundo llevan años trabajando en este campo a paso lento pero seguro.
Viaje al fondo del cerebro
La idea de intervenir en nuestro cerebro está asociada históricamente a todo tipo de prácticas monstruosas. Desde las antiguas trepanaciones y las lobotomías del doctor Egas Moniz de principios del siglo XX, a los implantes del doctor Rodríguez Delgado en el cerebro de toros y monos. Pero hay una historia paralela que ha conducido a grandes mejoras. Hacia 1950, el doctor Wilder Penfield consiguió un gran avance en el conocimiento del cerebro estimulando los lóbulos de sus pacientes durante las operaciones. Los datos que obtenía durante aquellas sesiones sirvieron para trazar el primer mapa de las regiones cerebrales. En los años 70, el doctor Irving Coooper descubrió que lesionando determinadas regiones del cerebro de pacientes de Parkinson conseguía una notable mejoría. Aquellas primeras talamotomías se irían perfeccionando hasta dar lugar a los tratamientos de estimulación cerebral profunda que conocemos hoy en día.
La operación de implante de electrodos en pacientes de Parkinson es hoy habitual en hospitales de todo el mundo. Tras ocho horas de intervención, el paciente sale del quirófano con dos estimuladores enterrados en su cerebro y alimentados por una batería. La estimulación eléctrica en el núcleo subtalámico compensa la pérdida de la sustancia negra y los síntomas de rigidez y temblores se atenúan hasta el punto de hacer que estas personas puedan volver a llevar una vida medio "normal". De alguna manera, estos pacientes implantados se han convertido en una suerte de "ciborgs".
En el Centro de Automática y Robótica del CSIC, en Arganda del Rey, José Luis Pons y su equipo trabajan en el diseño de otras neuroprótesis por la vía "no invasiva". En su laboratorio han diseñado un dispositivo en forma de manga que elimina el temblor esencial mediante estimulación superficial. También trabajan en el diseño de "robots vestibles" y neuroprótesis que ayuden a las personas con problemas motores a caminar mediante asistencia robótica. La idea es conseguir en un futuro lo mismo que pretende Nicolelis, pero sin necesidad de introducir un electrodo en el cerebro del paciente. En la misma línea, otros investigadores europeos trabajan en dispositivos que permiten a los ciegos reinterpretar las señales de la lengua para ver o recuperar la vista mediante retinas artificiales.
"¿Cómo habría reaccionado una persona si hace 50 años alguien le hubiera dicho que le iba a implantar un chip en el corazón y que le iba a dar una descarga eléctrica cada vez que detectara que vas a tener un infarto?", nos pregunta Javier Mínguez cuando le visitamos en su grupo de Interfaces Cerebro-Computador de la Universidad de Zaragoza. "Pues eso es hoy el marcapasos", asegura. Él y su equipo han desarrollado una silla de ruedas que puede moverse mediante el pensamiento. El método consiste en interpretar las señales características que "emite" el cerebro" ante determinados estímulos. Si el sujeto piensa en moverse hacia la derecha, por ejemplo, el electroencefalograma (EEG) y el software detectan la señal y dirigen la silla en la dirección elegida.
“Hackear” el cerebro
El otro gran reto, aparte de las mejoras motoras, es el que afecta al terreno cognitivo. "Igual que con una estimulación eléctrica eres capaz de alterar el movimiento de las personas", asegura Pons, "también puedes alterar cualquier otra faceta de la actividad". La idea es mejorar nuestra inteligencia o la memoria mediante algún tipo de neuroprótesis o dispositivo.
El equipo de Theodore Berger, de la Universidad del Sur de California, lleva unos años trabajando en un chip que pueda implantar en el hipocampo y ayudar en la formación de recuerdos en pacientes que hayan sufrido daños cerebrales. Otros proyectos menos ambiciosos investigan por la vía farmacológica y de entrenamiento cognitivo. Estos sistemas consisten en entrenar capacidades concretas, como la memoria de trabajo, mediante una especie de "neurofeedback" en el que el sujeto realiza tareas que estimulan el rango del encenfalograma que el científico quiere entrenar. En una iniciativa pionera en Zaragoza, el equipo de Javier Mínguez ha conseguido mejorar la memoria de trabajo de los sujetos sanos por encima de un 10% y se ha mostrado eficaz, de forma experimental, con pacientes de fibromialgia.
Si este trabajo, y otros que exploran el mismo terreno, tiene éxito, es posible que contemos con un medio eficaz para ampliar algunas de nuestras facultades mentales en un futuro próximo, pero siempre dentro de unos límites. "Uno no puede ampliar su memoria hasta el infinito", explica Mínguez. Los mayores avances, asegura, vendrán cuando la industria del videojuego popularice estos sistemas. Esta circunstancia puede conducir a una abaratamiento de costes y a que, en unos años, tengamos un aparato en casa que nos permita entrenar nuestra memoria de trabajo y otras capacidades con este tipo de dispositivos cerebrales.
La “red cerebral”
¿Significa esto que la tecnología nos proporcionará cerebros mejores, más capaces y duraderos? "En el largo plazo", profetiza Nicolelis en sus entrevistas, "nuestra mente podrá interactuar con las máquinas a distancia y controlar dispositivos de proporciones nanométricas o gigantescas". Sus pruebas con macacos demuestran que se puede conectar una máquina al tejido nervioso de un animal sin pasar por los sentidos: los monos reciben la sensación del tacto de objetos que nunca han tocado. Y la tecnología del interfaz cerebro-máquina, según Nicolelis, también cambiará nuestra manera de comunicarnos. "Internet como la conocemos desaparecerá", asegura. "Vamos a tener una red cerebral real".
Científicos como José Luis Pons, que lleva años trabajando en neuroprótesis, se muestran mucho más cautos. "Todas estas predicciones sobre las tecnologías del futuro hay que cogerlas con pinzas", nos dice. " Yo aún recuerdo haber leído hace treinta años que hace diez iríamos con un puerto de serie aquí en la cabeza, detrás de la oreja, y seríamos capaces de volcar hacia fuera y hacia dentro del cerebro. Los dispositivos, cuando tengan un interés social, porque mejoran la capacidad de vida de las personas, se adoptarán y se aceptarán. Como el estimulador cerebral profundo o un dispositivo para que una persona que tenga paraplejia vuelva a andar... Lo de internet en el cerebro es un poco aventurado."
"Yo eso lo veo muy complejo todavía", asegura Mínguez. "Seguramente veremos muy pronto gente con discapacidades severas capaces de mover un brazo robótico gracias a un chip, y se conseguirá porque en EEUU están haciendo una inversión masiva. De ahí a conectarnos cerebralmente a internet, estamos todavía bastante lejos".
Si el equipo de Nicolelis consigue su reto, veremos a un tetrapléjico caminando gracias a la nueva tecnología y se abrirá una era de mejoras potenciales en nuestro cerebro y en nuestro cuerpo. Si no lo consigue, en sus propias palabras, habrá fracasado buscando una meta como la de ir a la Luna. En cualquier caso, la Ciencia necesita gente dispuesta a dar saltos impensables.
(Este artículo es una colaboración de lainformacion.com con la iniciativa "La Voz de la Ciencia".)

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