¿Se puede conectar el cerebro a una computadora?

Clarín

Muchos de los avances en el uso de las tecnologías, sobre todo aquellos que logran expandir las potencialidades humanas, nos siguen pareciendo de ciencia ficción. Lo que debe resaltarse es cuando estos se hallan más próximos a los universos de bienestar y menos a los distópicos, tan extendidos en la literatura de los últimos tiempos.

El uso de la tecnología al servicio de la medicina y de la investigación da lugar a asombrosos desarrollos que promueven una mejor calidad de vida, especialmente para quienes padecen enfermedades discapacitantes.

Hoy, un número creciente de investigadores alrededor del mundo concentran sus esfuerzos en desarrollar equipos que permitan decodificar de manera eficiente y en tiempo real el lenguaje de nuestro cerebro. Se trata de la llamada interfaz cerebro-máquina que conecta nuestro cerebro con una computadora.

El chip que el proyecto Neuralink propone insertar en el cerebro. Foto: AFP

Un electrodo en el cerebro

Esta técnica comenzó a desarrollarse en 1969, cuando el investigador Eberhard Fetz implantó un electrodo en la corteza precentral (área motora) del cerebro de un mono para monitorear la actividad eléctrica de una neurona en particular.

Cada vez que se incrementaba la frecuencia de activación de esta neurona, se recompensaba al animal con comida. Tras ser entrenado, el mono aprendió cómo ganarse más alimento al activar cada vez más rápido esa neurona. Este experimento demostró la capacidad de modificar a voluntad, la actividad de neuronas individuales y que el control volitivo de una interfaz cerebro-máquina era posible.

Una de las características más fascinantes de nuestro cerebro es la capacidad de cambiar su estructura y su función, es decir, la neuroplasticidad.

Facundo Manes, neurocientífico.

Portada del libro «El cerebro del futuro», de Facundo Manes y Mateo Niro

El trabajo del equipo de investigación dirigido por el neurocientífico Michael Merzenich, profesor emérito en la Universidad de California, representó un impulso en la aplicación del concepto de interfaz cerebro-máquina, al desarrollar y perfeccionar el mapa cartográfico cerebral que permitió el desarrollo del implante coclear.

Se trata de un dispositivo que reemplaza al órgano de la audición alojado en el oído interno (la coclea), modificando los sonidos en impulsos eléctricos que son enviados a la corteza auditiva encargada de su procesamiento. El implante consiste en un receptor de sonido, un conversor que traduce este a impulsos eléctricos y un electrodo insertado quirúrgicamente en los nervios que van del oído al cerebro.

El trabajo de este grupo de investigadores permitió que oyeran más de 300 mil niños congénitamente sordos alrededor del mundo.

Implantes neurales

Otro desarrollo innovador es la aplicación de implantes neurales, dispositivos tecnológicos que se conectan en la superficie del cerebro mediante un procedimiento quirúrgico y actúan como prótesis biomédicas. Esta nueva tecnología permite a personas con distintos grados de inmovilidad accionar brazos robóticos, manejar el cursor de una computadora de escritorio o su propia silla de ruedas, utilizando sólo la fuerza de sus pensamientos.

Científicos de la Universidad de Pittsburgh llevan adelante una investigación con pacientes para analizar cómo el cerebro traduce el pensamiento en acción. Una paciente que forma parte de este estudio padece un trastorno genético y se encuentra tetrapléjica (sin movilidad en sus extremidades).

Este robot fue fabricado para participar en la inserción quirúrgica de un chip en el cerebro. Foto: Neuralink.

A ella se le implantaron quirúrgicamente dos cuadrículas de electrodos en la corteza motora, zona responsable del control voluntario de los movimientos.

Con complejos algoritmos informáticos se decodificaron e identificaron los patrones cerebrales asociados con movimientos del brazo y de la mano. Entonces, cuando la paciente pensó en mover el brazo, los electrodos detectaron las oscilaciones cerebrales y un software computacional se ocupó de interpretarlas y traducirlas en comandos de movimiento que fueron ejecutados por un brazo robótico.

Así, a través de este mecanismo altamente sofisticado, esta mujer pudo mover el brazo utilizando sólo sus pensamientos e, incluso, pudo articular los dedos individualmente como para estrechar la mano con alguien.

Cambio de vida

Como podemos imaginar, la vida de quienes logran comunicarse o realizar movimientos gracias a estos nuevos dispositivos cambia rotundamente. Este es el caso de Nathan Copeland, quien quedó paralizado de ambos brazos y piernas luego de un accidente automovilístico y, gracias a los avances en interfaces cerebro-máquina, se convirtió en la primera persona en usar un brazo robótico creado por DARPA (Agencia de Proyectos de Investigación Avanzados de Defensa) y la National Science Foundation.

Si entendemos cómo las interfaces cerebro-máquina modifican al sistema nervioso, esto generará información valiosa para poder intentar reparar o rehabilitar, por ejemplo, lesiones en la médula espinal.

Facundo Manes, neurocientífico.

A diferencia de otras tecnologías que han sido utilizadas en otros pacientes, Nathan no solo fue capaz de mover el brazo robótico con su pensamiento, sino que fue el primero en tener un feedback sensorial de lo que experimentaba con su prótesis robótica sintiendo la mano al estrecharla.

Esto es conocido como interfaz cerebro-máquina bidireccional y tendría la capacidad de reforzar nuevos circuitos al poder recoger información cerebral y brindar una retroalimentación sensorial sobre los resultados de esta acción.

Una de las características más fascinantes de nuestro cerebro es la capacidad de cambiar su estructura y su función, es decir, la neuroplasticidad. Ahora bien, las interfaces cerebro-máquina pueden producir cambios en la actividad cerebral. Respecto de esto, Jennifer Collinger, miembro de Centro Médico de la Universidad de Pittsburgh, sostiene que si entendemos cómo las interfaces cerebro-máquina modifican al sistema nervioso, esto generará información valiosa para poder intentar reparar o rehabilitar, por ejemplo, lesiones en la médula espinal.

Stephen Hawking sólo podía mover las mejillas para accionar un mecanismo de comunicación en su computadora. Foto: Archivo Clarín.

El legado de Hawking

Un mejor entendimiento de la transformación cerebral en respuesta a una neuroprótesis u otras tecnologías puede darnos información clave para, algún día, lograr desarrollar una terapia que pueda hacer volver a crecer los axones y, así, arreglar las conexiones motoras dañadas con el objetivo de que estas se vuelvan funcionales y restauren un movimiento más natural.

Son avances que parecen no tener límites en su potencialidad y desarrollo. El célebre científico Stephen Hawking supo de esto también. Él sabía que, lamentablemente, su enfermedad (ELA) era progresiva y que era muy probable que acabase perdiendo también el movimiento de los músculos de su mejilla, los que le permitían comunicarse a través de una máquina en los últimos tiempos.

Y, como siempre, en vistas de anticiparse al futuro, estaba probando una tecnología que le hubiese permitido comunicarse utilizando únicamente su pensamiento. Para ello, el neurocientífico y director ejecutivo de Neurovigil, Philip Low, estaba trabajando en la implementación de un dispositivo llamado iBrain.

Hawking murió el 14 de marzo de 2018, en Cambridge, y dejó como legado no solo su inmenso conocimiento, sino también el ejemplo de una vida con una impactante capacidad de resiliencia. Esta increíble fortaleza y los avances tecnológicos permitieron amplificar a todo el mundo su palabra y que quede como legado para siempre.