Materia, la web de noticias de ciencia

Lee, piensa, comparte

ENTREVISTA | Sebastian Seung, Profesor de neurociencia computacional en el MIT

“Tenemos que explicar cómo una red de neuronas tontas es capaz de producir inteligencia”

Más noticias de: cerebro, conectoma, memoria, neurociencia

Ampliar

Sebastian Seung firma su libro, esta mañana en Madrid. / CIBBVA

LEER
IMPRIMIR

Sebastian Seung es un provocador elegante. Su traje gris lleva en la parte de atrás de la chaqueta una franja color rosa chicle. También es provocativa su definición de qué es un ser humano: “Somos nuestro conectoma”.

III Sebastian Seung

Este investigador estadounidense de 44 años estudió física teórica en la Universidad Harvard y trabajó en los laboratorios de Bell Labs, una empresa de la que han salido siete premios Nobel y muchas patentes millonarias. Después Seung decidió aplicar sus conocimientos sobre microscopía electrónica al cerebro y, en concreto, a cómo se forman los recuerdos. Actualmente dirige su propio laboratorio en el departamento del Cerebro y Ciencias Cognitivas del Instituto Tecnológico de Massachutetts (MIT).

'Angry Birds', modelo de la neurociencia ↓

Más: #neurociencia

Si un genoma es la suma de 3.000 millones de piezas de ADN que hacen único a cada individuo a nivel genético, el conectoma son los billones de conexiones neuronales que convierten cada cerebro en una pieza irrepetible. Experto en neurociencia computacional del Instituto Tecnológico de Massachusetts, Seung cree que esas conexiones atesoran los recuerdos de toda una vida. Este cableado cambia para aprender cosas nuevas y desaparece provocando el olvido. Las malas conexiones entre neuronas podrían ser la causa de la esquizofrenia o el autismo, enfermedades de las que apenas se ha aclarado el origen en un siglo, dice Seung.

Este estadounidense de origen coreano quiere demostrar todas estas hipótesis obteniendo el primer conectoma humano usando inteligencia artificial y la colaboración de cuantos voluntarios quieran unirse a su proyecto de ciencia en red. Necesita millones de ellos, porque el trabajo es ingente. Antes de explicar sus últimos avances en una charla en el Centro de Innovación BBVA en Madrid, Seung ha respondido las preguntas de MATERIA.

¿Qué puede explicar un conectoma?

Lo que tenemos que explicar es cómo una red de neuronas tontas es capaz de producir inteligencia. Las neuronas no son ni mucho menos igual de inteligentes que nosotros y por eso tenemos que entender al completo la red que forman. Si no tenemos un mapa de esa red, no tenemos ninguna posibilidad de entender el cerebro.

¿Qué aspecto tendría un conectoma humano?

Imagine el mapa que hay en la última página de las revistas de una compañía aérea. Tiene un mapa de rutas en el que puedes sustituir las ciudades por neuronas y los vuelos por conexiones neuronales. Pero ese mapa tendría que haber 100.000 millones de ciudades, una por neurona, y miles de vuelos por cada una de ellas. No habría forma de que cupiese en una página, eso es seguro.

¿Cómo se obtiene ese mapa?

Se toma un cerebro muerto y se cubre de plástico duro. Después se corta en finas capas, cada una mil veces más fina que un pelo. Después se hace una imagen de cada capa con un microscopio electrónico. Al unir las imágenes de todas las capas obtenemos un cerebro en 3D. Luego hay que analizarlo, estudiar el trazado de cada brazo de una neurona y encontrar las sinapsis, conexiones entre dos neuronas. Esto consume mucho tiempo. Un milímetro cúbico de cerebro llevaría 100.000 años de trabajo si hubiese que detectar las conexiones a ojo, sin la ayuda de ordenadores. Con la inteligencia artificial se reduce ese tiempo a unos 1.000 años.

¿Qué tipo de información nos dará?

A mí me gustaría entender cómo se acumulan los recuerdos para ser recordados. Una hipótesis es que todos tu recuerdos están escritos en tu conectoma, que el conectoma es como un libro. La mejor forma de probar esa hipótesis es intentar leer un recuerdo. Imagine otra vez ese mapa del que hablábamos. ¿Podríamos leer un recuerdo de un animal o un humano a partir de ese mapa? Es un gran reto y puede sonar a ciencia ficción, pero nos gustaría hacerlo. Y ya hemos empezado con cerebros de animales.

Usted compara el conectoma con el genoma humano. ¿Cómo son de diferentes los conectomas de dos personas entre sí?

Su conectoma y el mío son mucho más diferentes entre sí que nuestros genomas. Cuando dos cosas son iguales, podemos compararlas. Por ejemplo usted y yo tenemos un hemisferio izquierdo y también otras regiones más pequeñas que son las mismas. Pero si toma una neurona mía y otra suya no se las puede comparar. Ni siquiera tenemos el mismo número de neuronas. Esa correspondencia funciona en gusanos, pero no en humanos. Es como tener dos versiones de un libro. Tienen los mismos capítulos y secciones , pero no tienen las mismas palabras.

¿Cuáles son las conexiones que más le interesan?

En mi libro propongo que nuestras mentes son diferentes porque nuestros conectomas también lo son. Al final, lo que queremos averiguar qué tenían de particular el cerebro de Einstein o de Beethoven. Pero queremos entender primero las diferencias aberrantes, las que causan más daño. ¿En qué se diferencia el cerebro de un autista o un esquizofrénico? Esa es la pregunta que el conectoma debe responder primero. En estas enfermedades las neuronas están sanas pero tal vez estén conectadas de forma distinta.

¿Pueden cambiarse las conexiones a voluntad?

Primero tenemos que averiguar si es cierto que las neuronas están conectadas de otra forma. Lo segundo es si podemos reconectarlas. No sé si es posible, pero muchos neurocientíficos están trabajando en cómo cambiar las conexiones o desarrollar la plasticidad del cerebro. ¿Qué es diferente en el cerebro de un esquizofrénico? En este campo ha habido un siglo de fracaso en lo que respecta a responder estas preguntas. Un siglo de fracasos es deprimente. La esperanza es que la nuevas tecnologías nos permitirán triunfar donde las generaciones anteriores fracasaron, no porque ellos fueran más tontos, sino porque les faltaban los medios apropiados. Imagine que le preguntan la diferencia entre el cuerpo sano y otro con una infección. Sin un microscopio sólo vería los síntomas pero no las bacterias que son el origen de la enfermedad. Ahora nos pasa lo mismo con muchas enfermedades mentales.

Sus detractores en neurociencia dicen que lograr un conectoma es una pérdida de tiempo y dinero.

La gente que dice que se puede entender el cerebro sin el conectoma está siendo poco modesta. A veces la gente me malinterpreta y creen que digo que una vez que tengamos el conectoma lo entendermos todo sobre el cerebro. No. Yo digo que si no tienes ese mapa, fracasarás en la tarea de entender el cerebro. Deberían además aceptar que esta información les va a ayudar. Y creo que, tan pronto como la tengan, la usarán.

¿Por qué recurre a la ayuda de ciudadanos a través de internet para que analicen las conexiones propuestas por los sistemas de inteligencia artificial?

Mi objetivo es hacer una comunidad de participantes online que logre un descubrimiento que gane un Nobel. La ciencia tiene que expandirse más allá de los científicos. Vivimos en un mundo con un gran volumen de datos. El universo es enorme y necesitamos muchísima gente para explorarlo. Lo mismo pasa con el cerebro. Parece pequeño pero en realidad en tan vasto que hacen falta ejércitos para hacer descubrimientos.



'Angry Birds', modelo de la neurociencia

El equipo de Seung sabe que la solución a los problemas de la neurociencia está en los videojuegos. Como ejemplo, propone una estructura cerebral llamada columna cortical. “Se piensa que es el circuito mínimo de la corteza cerebral y que se repite una y otra vez. Por ahora, no se ha mapeado ese circuito en el cerebro humano”, señala. “Para hacerlo necesitaríamos 1.000 años de trabajo de una persona, o lo que es lo mismo el tiempo acumulado de uso del videojuego Angry Birds en dos días”, detalla.

Su equipo ha desarrollado el programa EyeWire, en el que cualquiera puede colaborar con el equipo para desentrañar conexiones cerebrales. La web se centra en la retina del ratón, que traduce a imágenes los estímulos visuales. Una vez diseccionado el cerebro del roedor en capas y reconstruido en 3D, el modelo de inteligencia artificial propone conexiones entre neuronas. Pero los modelos informáticos fallan y es ahí donde los participantes pueden corregir las conexiones erróneas o proponer otras nuevas. Por ahora, su proyecto ha tenido “unas 30.000 visitas” y “varios cientos de jugadores asiduos”. “Si lograramos que nuestra aplicación fuese un 1% de lo divertido que es Angry Birds, tendríamos el mapa en un año”, señala Seung.



Sigue este tema:

#neurociencia

Archivado en: cerebro, conectoma, memoria, neurociencia




COMENTARIOS