El cerebro es un órgano que siempre ha estado rodeado por un halo de misterio. Y es que es sorprendente como nuestra capacidad de pensar y sentir procede de una masa de células de alrededor de 1,5kg que consume aproximadamente lo mismo que una bombilla. Por ello, entre los grandes desafíos de la ciencia se encuentra el tratar de entender las variables implicadas en el funcionamiento del cerebro. Sin embargo, la ingente cantidad de datos que se manejan a la hora de estudiarlo y las dificultades de registrar sus señales requieren de herramientas muy complejas y especializadas. Gracias a los nuevos dispositivos y a la mayor capacidad de computación, la Inteligencia Artificial ha supuesto una revolución en el campo de la neurociencia, pero también podría convertirse en un peligro ante el que hay que estar preparados.

Enseñando a los ordenadores a pensar

La asociación entre neurociencia e IA comenzó prácticamente en los inicios de esta última. John McCarthy acuñó el término Inteligencia Artificial en 1956, y el 1957 ya se hablaba de redes neuronales artificiales en computación, intentando acortar las distancias entre ambas ciencias. Estas redes supusieron un cambio en el paradigma de la computación, ya que permitieron a las máquinas optimizar por si solas los resultados que obtenían ante un problema. Por tanto, desde entonces las máquinas pudieron <<aprender>>, una característica reservada hasta entonces a los seres vivos.

Con la mejora de la tecnología, los ordenadores fueron ganando capacidad de procesamiento y de memoria, lo que permitía estudiar sistemas cada vez más complejos. De esta forma se abrieron muchas puertas en diferentes campos de estudio. Entre ellas destaca la astronomía o la genética, donde los diferentes programas informáticos permiten ordenar y dotar de sentido las enormes cantidades de datos que manejan y así obtener conclusiones fiables. Algo similar se produjo en neurociencia, pero en este caso lo realmente difícil no es analizar los datos, si no obtenerlos.

Cómo estudiar un cerebro sin tocarlo

El cerebro se encuentra protegido bajo piel, hueso, las meninges y otras capas de células, por lo que acceder a él para estudiarlo es un procedimiento complejo y arriesgado. Sin embargo, se puede medir la actividad sin estar en contacto con el cerebro. Para ello se detectan las ondas cerebrales, es decir, los impulsos eléctricos que emplean las neuronas para comunicarse unas con otras. Generalmente, los dispositivos que se emplean para el registro de las ondas se asemejan a gorros de ducha que contienen sensores situados por su superficie. Estos dispositivos son muy útiles para tratar de comprender qué regiones se activan ante ciertos estímulos, pero tienen un gran inconveniente.

Medir la actividad neuronal mediante sensores extracraneales comparte algunas semejanzas con tratar de averiguar el sabor de una comida que está en el horno desde fuera de la cocina. Si estamos en casa de nuestros padres, al haber convivido años con ellos podremos detectar algún olor característico y, por nuestra experiencia, más o menos saber qué están preparando e imaginarnos el sabor. Sin embargo, si se trata de la primera invitación de una amistad a cenar a su casa, aunque nos lleguen las señales, no sabremos cómo interpretarlas hasta que nos inviten varias veces y sepamos distinguir entre sus recetas. Por ello si quisiéramos salir de dudas el primer día, hay que entrar en la cocina y abrir la puerta del horno para poder acceder al plato.

En neurociencia esta acción implica emplear un dispositivo intracraneal. Estos dispositivos son membranas hiperfinas del tamaño aproximado de un sello que contienen sensores similares a los extracraneales, aunque en menor cantidad por cuestión de espacio. En la actualidad, decenas de equipos de investigación de todo el mundo se encuentran desarrollando este tipo de membranas para tratar de mejorar desde implantes hasta la biónica.

 

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Dispositivo creado por la Universidad de Duke para interpretar las señales cerebrales y traducirlas en la articulación de palabras.

Ahora bien, las pruebas que se pueden realizar con los dispositivos son muy limitadas, ya que normalmente requieren de pacientes que vayan a realizarse una cirugía cerebral por otros motivos y que accedan a participar. Durante el procedimiento, los investigadores tienen una ventana de tiempo de unos pocos minutos para realizar las pruebas, pero suelen ser suficientes para entrenar estos dispositivos, ya que las señales que recibe el dispositivo son muy limpias. Aunque las pruebas que se realizan no son suficientes para leer los pensamientos del paciente.

¿Se pueden leer los pensamientos?

En ambos casos, para medir la actividad cerebral del voluntario de estudio se emplean unos pocos estímulos determinados. Por ejemplo, al participante se le pueden presentar dos tarjetas, una roja y una azul, y se pueden detectar qué regiones se activan con ambas. Una vez se haya realizado el entrenamiento -que puede durar horas en el caso de los dispositivos extracraneales- únicamente con que el participante piense el color, la máquina podrá acertar en cuál está pensando con un porcentaje relativamente alto. Ahora bien, como el paciente piense en amarillo o en negro, el ordenador no podrá distinguir las señales y tratará de buscar similitudes con el rojo o el azul, es decir, solo puede distinguir lo que previamente se le ha enseñado.

Lo mismo sucede cuando se realizan estudios con palabras. El ordenador entrenado podrá distinguir entre las palabras que previamente se le han mostrado al voluntario, pero no podrá revivir vivamente un recuerdo ni averiguar frases completas que se le crucen por la cabeza. Por tanto, <<leer>> los pensamientos con estos dispositivos todavía queda en el terreno de la ciencia ficción.

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iStock

Doctora opera una máquina de resonancia magnética

De la única forma en la que se ha conseguido algo remotamente similar es mediante imágenes resonancia magnética. Empleando potentes imanes se puede ver la actividad del cerebro en su totalidad y, entrenando una inteligencia artificial, sí que se han conseguido reconstruir imágenes o frases casi completas que pensaba el voluntario. Ahora bien, la infraestructura necesaria para emplear esta técnica hace que sea imposible aplicarla en el día a día.

Derechos y responsabilidades en la neurociencia

Sin embargo, conviene estar preparados para los próximos avances en la neurociencia. Aunque la mayoría de proyectos tratan de aumentar la calidad de vida de pacientes con dificultades neurológicas de distinta índole, el uso negligente de esta tecnología podría ser un peligro para la población. En este punto es donde entran las regulaciones del gobierno en el uso que se le da y, sobre todo, los neuroderechos de cada uno. Por ello, Chile se convirtió el día 14 de octubre de 2021 en un estado pionero en la regulación de este tipo de tecnologías al incluir en su Constitución el siguiente apartado:

    <<El desarrollo científico y tecnológico estará al servicio de las personas y se llevará a cabo con respeto a la vida y a la integridad física y psíquica. La ley regulará los requisitos, condiciones y restricciones para su utilización en las personas, debiendo resguardar especialmente la actividad cerebral, así como la información proveniente de ella>>.

En definitiva, la actividad cerebral es lo que hace que cada persona sea única y es necesario proteger su integridad y su privacidad. En este caso, convendría que desde las instituciones estuviesen un paso por delante para garantizar el mejor futuro posible para la sociedad. También sería necesario que asegurar que las neurotecnologías que se creen en los próximos años y prometan mejorar las capacidades cerebrales puedan estar al alcance de todas las personas y no fomenten la desigualdad.

Aunque conviene recordar que de momento el mensaje es tranquilizador. La tecnología sigue en pañales, y todo apunta a que los avances van a ser lentos y sobre seguro. En el futuro cercano los neurocientíficos seguirán dando alegrías a pacientes con alguna neuropatología que verán cómo su calidad de vida aumenta radicalmente al poder realizar acciones tan necesarias como hablar y expresarse. Por ello, es importante seguir investigando en ellas. Al final siempre prima actuar con precaución -o con cabeza- hasta que se conozca el impacto que el futuro de la neurociencia puede tener en el cerebro.

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