El
futuro de los implantes cerebrales (avances en el mundo de la neuro-bio-ingenieria
) del WSJ
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SPANISH March 23, 2014, 11:30 a.m. ET
Por:
.-GARY MARCUS es profesor de psicología de la Universidad de Nueva York y a menudo escribe en
blogs sobre ciencia y tecnología para la revista New
Yorker.
.-CHRISTOF
KOCH es director
científico general del Instituto Allen para
Neurociencia en Seattle.
¿Qué daría por tener un chip en la
retina que le permita ver en la oscuridad o por un implante coclear de próxima
generación que lo deje escuchar cualquier conversación en un restaurante
ruidoso?
¿O por un chip de memoria, conectado
al hipocampo de su cerebro, que le permitiera recordar perfectamente todo lo
que lee?
¿O por una interfaz implantada con
Internet que traduzca automáticamente un pensamiento silencioso claramente
articulado a una búsqueda en línea que procese la página de Wikipedia relevante
y proyecte un resumen directamente a su cerebro?
¿Cree que es ciencia ficción?
Quizás no por mucho tiempo más.
Los implantes cerebrales hoy están
donde se encontraba la cirugía láser para la vista hace unas décadas.
Presentan
riesgos y tienen sentido sólo para un grupo reducido de pacientes, pero son una señal de lo que viene.
A diferencia
de los marcapasos, las coronas dentales o las bombas de insulina implantables, las neuroprótesis —aparatos que restablecen o suplementan las capacidades de la mente con
electrónicos insertados directamente en el sistema nervioso— cambian la
forma en que percibimos y nos desplazamos en el mundo.
Nos guste o no, estos aparatos se
vuelven parte de quiénes somos.
Las
neuroprótesis no son nuevas.
Se comercializan desde hace tres décadas, como los implantes cocleares usados en los oídos
de más de 300.000 personas con problemas de
audición en el mundo.
El año
pasado, la Administración de Alimentos y Medicamentos
de Estados Unidos aprobó el primer implante de retina, fabricado por la empresa Second Sight.
Ambas
tecnologías explotan el mismo principio:
un dispositivo externo, ya sea un
micrófono o una cámara de video, captura sonidos o imágenes y las procesa, y
utiliza los resultados para impulsar un grupo de electrodos que estimulan el
nervio auditivo u óptico, aproximando el resultado que se produce naturalmente desde el oído o el
ojo.
Getty Images
Otro tipo de
implante que es usado por miles de pacientes con el mal
de Parkinson en todo el mundo envía
pulsos eléctricos al cerebro,
activando algunas de las vías involucradas en el control motriz.
Un electrodo delgado se inserta en el cerebro
a través de una pequeña apertura en el cráneo; se conecta con un cable que
lleva a una batería debajo de la piel.
El efecto es reducir o incluso
eliminar los temblores y el movimiento rígido que son síntomas tan prominentes
del Parkinson
(aunque el aparato no detiene el avance de la enfermedad).
Se realizan
pruebas experimentales para comprobar la eficacia de ese tipo de "estimulación
cerebral profunda" para tratar otras enfermedades.
La
estimulación eléctrica también puede mejorar
algunas formas de memoria, como mostraron el neurocirujano
Itzhak Fried y sus colegas de la Universidad de
California en Los Ángeles en un artículo publicado en 2012 en la revista especializada New England Journal of Medicine.
Con un sistema similar a un videojuego, se les enseñó a siete
pacientes a navegar un entorno de ciudad virtual con un joystick, donde debían
buscar y llevar pasajeros a lugares específicos. La estimulación eléctrica
apropiada al cerebro durante el juego aumentaba su velocidad y precisión para
cumplir objetivos.
No todos los
implantes cerebrales funcionan al estimular directamente el cerebro.
Algunos leen
las señales del cerebro para interpretar, por ejemplo, las intenciones de un
usuario paralizado.
A la larga, los sistemas
neuroprostéticos podrían intentar hacer ambas cosas, al leer los deseos
de un usuario, realizar una acción como una búsqueda web y luego enviar los
resultados de vuelta al cerebro.
Nota del autor del blog: esto ya se
ha hecho hace 10 años pero con chimpancés. Ellos con el pensamiento activan un brazo
robótico para traerles plátanos.
¿Qué tan cerca estamos de tener aparatos
tan maravillosos?
En primer lugar, científicos, médicos e ingenieros deben encontrar formas más
seguras y confiables de insertar sondas en los cerebros de las personas.
Por ahora,
la única opción es perforar pequeños agujeros en el cráneo e insertar
electrodos largos y delgados hasta que llegan a destino en las profundidades del cerebro.
Esto implica
riesgos de infección, ya que los cables se extienden a través de la piel, y de
hemorragia cerebral interna, lo que podría ser devastador e incluso fatal.
Hoy, las interfaces efectivas entre el cerebro y la máquina deben ser conectadas
directamente al cerebro para tomar las señales que provienen de pequeños grupos de células nerviosas.
Pero nadie
sabe cómo fabricar aparatos que escuchen a las mismas células nerviosas por
tanto tiempo, debido a cuestiones mecánicas y
biológicas.
Muchos neuroingenieros jóvenes e inteligentes intentan
superar estos obstáculos.
Pero la
pregunta real no es tanto si se puede hacer algo así, si no cómo y cuándo.
¿Cuántos avances en ciencia de
materiales, química, biología molecular, ingeniería de tejidos y neurociencia
necesitaremos?
¿Llevarán una década, dos, tres o
más?
Cuando eso suceda, los implantes neurales
podrían ser absolutamente transformadores
para millones de pacientes.
Asumiendo
que se logren superar estas barreras de bioingeniería,
el próximo reto será interpretar la
información compleja de los 100.000 millones de diminutas células nerviosas
que componen el cerebro. Ya podemos hacerlo en forma
limitada.
Por ahora, algo
como guiar un brazo robótico es torpe y trabajoso.
No sabemos
cómo es que el cerebro realiza algunas de sus funciones básicas, como traducir
un deseo vago de devolver una pelota de tenis al torrente de comandos
ajustadamente compaginados que ejecutan la acción.
Tenemos mucho camino por recorrer para entender
el código neural.
Las
resonancias magnéticas funcionales que se volvieron tan populares en los
últimos años no serán suficientes. Es clave acercarse más porque los átomos de
percepción, memoria y conciencia no son regiones del cerebro, sino neuronas e incluso
elementos más pequeños.
Los avances
en biología molecular, neurociencia y ciencia de
materiales llevarán casi con
certeza, con el tiempo, a implantes más pequeños, inteligentes, estables y de
menor consumo de energía.
Estos aparatos podrían interpretar
directamente la enorme cantidad de actividad eléctrica dentro del cerebro.
Por ahora,
son una abstracción, pero algún día eso
cambiará.
A la larga,
los implantes neurales pasarán de ser usados exclusivamente para problemas severos como parálisis, ceguera o
amnesia y serán adoptados por gente con discapacidades menos traumáticas.
Cuando la
tecnología haya avanzado lo suficiente, los implantes dejarán de orientarse
estrictamente a reparar algo y pasarán a mejorar el desempeño de gente saludable.
Se
usarán para mejorar la memoria, la concentración mental, la percepción y el
estado de ánimo.
Eso no
sucederá en la próxima década o quizás tampoco en la siguiente. Pero antes de
fin de siglo, nuestros teclados de computadora y los sensores táctiles
parecerán un chiste; incluso Google Glass 3.0 parecerá primitivo.
Los que
tengan capacidades aumentadas —dispuestos a
disfrutar los beneficios de las prótesis cerebrales y a convivir con sus
riesgos— tendrán un desempeño superior al de los demás en la competencia cotidiana por empleos y parejas, en la ciencia,
en los deportes y en las guerras.
Estas diferencias plantearán nuevos
desafíos a la sociedad y abrirán posibilidades que apenas imaginamos.
—Marcus es profesor de psicología de la Universidad de Nueva
York y a menudo escribe en blogs sobre ciencia y tecnología para la
revista New Yorker.
Koch
es director científico general del Instituto Allen para Neurociencia en Seattle.
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