Milenio Diario, 4 de noviembre de 2003
Se ha dicho que, si el siglo XX fue el de la genética, el XXI será el siglo de las neurociencias. Las técnicas que nos permiten estudiar cada vez con más detalle el cerebro –considerado por algunos como la estructura más compleja de todo el universo– y su función están logrando cosas que ni los escritores de ciencia ficción hubieran imaginado hace 30 años.
El electroencefalograma, inventado en 1929, que detecta y grafica las corrientes eléctricas generadas por este órgano, fue uno de los primeros pasos. Pero hoy contamos con herramientas mucho más potentes. El premio Nobel de física otorgado este año por el desarrollo de la tecnología de obtención de imágenes por resonancia magnética –ya comentado aquí– es el ejemplo más sonado, pero hay otras técnicas como la tomografía computarizada, que también nos permiten observar en tiempo real y en vivo qué áreas del cerebro se activan durante determinadas actividades.
Un campo interesantísimo en el que se están logrando avances espectaculares es el estudio de la mente misma. Pero hoy hablemos de otra área que promete grandes sorpresas: la coordinación entre el cerebro y el cuerpo, con sus obvias implicaciones médicas.
El pasado 13 de octubre se publicó en la revista científica PLoS Biology un artículo de investigación en el que Miguel A. Nicolelis y sus colaboradores, de la Universidad de Duke, en Carolina del Norte, EUA, reportan haber logrado que unos macacos controlaran un brazo mecánico solamente con sus pensamientos.
El tema es importante por la gran cantidad de gente parcial o totalmente paralizada (parapléjicos o cuadrapléjicos) que se beneficiaría con la posibilidad de recobrar el movimiento de sus miembros. Christopher Reeve, el famoso actor que encarnara a Supermán en las películas de los ochenta, y que quedó paralizado desde el cuello al caer de un caballo, es uno de los personajes que más han luchado para impulsar investigaciones que permitan ayudar a quienes se hallan en su situación. Muchas de estas investigaciones se han enfocado a tratar de reparar las fibras nerviosas dañadas para así “reconectar” al cerebro con el cuerpo. Pero esto ha resultado más complicado de lo que se esperaba, y por eso se han comenzado a explorar otras vías.
Una de ellas son las llamadas “interfaces cerebro-máquina”, que conectan al cerebro con una computadora para que a su vez ésta procese los impulsos cerebrales y los use para controlar un aparato robótico. Si se logra esto, se podrían desarrollar “neuroprótesis” que permitieran a los enfermos controlar todo tipo de dispositivos como brazos y piernas mecánicos, sillas de ruedas e incluso aparatos domésticos y computadoras.
Quizá recuerde usted haber leído en este espacio el desarrollo de un casquete que permitía a personas paralizadas controlar en forma sencilla una silla de ruedas. Pero el desarrollo del Nicolelis va mucho más allá. Él y su grupo implantaron unos pequeños electrodos en varias zonas del cerebro que se sabe que se utilizan para controlar el movimiento de los brazos, de manera que detectaran las pequeñas corrientes eléctricas que se generan cuando las neuronas de esas zonas “disparan”.
La información proporcionada por los electrodos pasó a una computadora en la que era procesada por varios programas para generar una señal capaz de controlar un brazo mecánico en forma precisa. (La computadora es necesaria porque las simples señales eléctricas del cerebro no pueden controlar directamente el brazo.)
El sistema era muy ingenioso: el macaco con los electrodos utilizaba un control en forma de palanca, similar a los de los videojuegos, para controlar el brazo mecánico, el cual observaba a través de una pantalla de computadora. En una primera etapa, el mono controlaba efectivamente el brazo al mover la palanca, mientras simultáneamente la computadora detectaba y “aprendía” qué señales estaba generando el cerebro del mono.
Posteriormente, la palanca se desactivaba y era la computadora, alimentada por los datos cerebrales, la que controlaba el brazo mecánico para que se aproximara a objetos y los tomara. Los datos cerebrales se usaban para calcular varios parámetros motores (posición de la mano, velocidad, fuerza de agarre) que luego eran transmitidos al brazo. El momento sorprendente era cuando los macacos se daban cuenta de que no necesitaban mover su propio brazo para controlar el brazo mecánico. Dice Nicolelis: “estábamos observando a la mona tarde una noche, cuando de pronto soltó la palanca y comenzó a jugar el juego... se dio cuenta de que no necesitaba mover la palanca. Fue casi como si nos estuviera diciendo ‘créanme, puedo hacerlo’... la mona estaba muy contenta, estaba entusiasmada de poder hacerlo”.
La habilidad de los macacos para manejar “mentalmente” el aparato va mejorando con la práctica, lo cual quiere decir que quizá su cerebro va incorporando en sus propios modelos neurales una representación del brazo mecánico. En otras palabras, quizá la conocida flexibilidad de las conexiones entre las neuronas sea tal que permita que, con el tiempo, los monos –y los humanos paralizados, si se desarrolla una versión del sistema aplicable a ellos– lleguen a percibir el dispositivo mecánico como parte de sus propios cuerpos.
Nicolelis estima que quizá en unos dos años pueda crearse un sistema similar aplicable a humanos. Tal vez no esté tan lejos el día en que Supermán pueda volver a mover un brazo de acero, y si tenemos suerte, quizá también unas piernas.
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