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Dos monos con un chip en el cerebro dominan un videojuego con la mente

Científicos de EEUU logran que dos macacos muevan el cursor de un ordenador con precisión asombrosa gracias a un dispositivo que interpreta sus señales cerebrales. El avance ya se está probando en seres humanos y pretende ayudar a personas con lesiones medulares o enfermedades neurológicas

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Parece un primitivo videojuego de 1980, pero es la vanguardia de la neurociencia en el siglo XXI. El vídeo muestra un punto blanco que aparece y desaparece en una pantalla negra mientras otro punto móvil lo persigue y lo caza rápidamente. Y detrás de esta cacería está un macaco con un chip implantado en el cerebro, sentado en una confortable silla de un laboratorio de la Universidad de Stanford (EEUU). Ensimismado mirando a la pantalla, mueve el cursor sólo con sus pensamientos. Y casi con la precisión de su mano.

Lo único de ciencia ficción que hay en esta historia es el dinero de la fundación del actor que interpretó a Supermán, Christopher Reeve, que ha financiado parcialmente la investigación. El resto es tan real como sus futuras aplicaciones a largo plazo, si todo avanza sin contratiempos. El chip, denominado BrainGate2, se está probando ya con seres humanos en unos ensayos para confirmar su seguridad que concluirán en diciembre de 2015.

“Este ensayo está dirigido a ayudar a personas que sufran lesiones en la médula espinal, un derrame cerebral, distrofia muscular o una enfermedad de la motoneurona, como la esclerosis lateral amiotrófica”, resume Vikash Gilja, un joven ingeniero informático de Stanford que está detrás de los últimos avances del chip. Su campo, el de las llamadas neuroprótesis, permite soñar con un futuro en el que personas con el cuerpo completamente paralizado puedan mover con sus pensamientos el cursor de un ordenador para comunicarse o incluso mover un brazo o unas piernas robóticas.

Mejor que un Telesketch

El concepto es sencillo. Cuando una persona piensa en mover un brazo, las células de la región del cerebro que controla el movimiento emiten unas determinadas señales eléctricas. El problema es que en personas tetrapléjicas por un accidente o con enfermedades neurológicas, como el físico Stephen Hawking, que sufre esclerosis lateral amiotrófica, esas órdenes no llegan a su destino. Pero en los últimos años, los neurocientíficos están intentando capturar con sensores las señales eléctricas de los pensamientos para transformarlas en acciones mediante complejos algoritmos matemáticos.

Dos macacos como los utilizados en la investigaciónAmpliar

Dos macacos como los utilizados en la investigación / Jinterwas

En 2006, el equipo de Stanford ya presentó el caso de Matt Nagle, un chico tetrapléjico de 25 años que había logrado mover el cursor de un ordenador, subir el volumen de la televisión y jugar a un videojuego con sus pensamientos, gracias a un chip implantado en el cerebro. Sin embargo, los científicos van ahora mucho más allá. Nagle sólo era capaz de desplazar el cursor de manera tosca, espasmódica, como en un Telesketch, el famoso juguete para dibujar. El ingeniero Vikash Gilja y sus colegas han perfeccionado el algoritmo matemático que interpreta las señales cerebrales y han conseguido que dos macacos muevan el cursor de un ordenador con una precisión pasmosa. Su avance se publica hoy en la revista Nature Neuroscience.

Los investigadores de Stanford, dirigidos por el profesor de bioingeniería Krishna Shenoy, han abierto el cráneo de los dos macacos para implantarles en la corteza motora del cerebro un chip de silicio de cuatro milímetros de lado, similar a una cama de faquir con 96 agujas de apenas un milímetro. Cada pincho es un microelectrodo, capaz de detectar las señales eléctricas que emiten las neuronas.

Gracias al nuevo algoritmo, bautizado ReFIT, estas señales se transforman en movimientos del cursor de un ordenador con una precisión que hace que las anteriores neuroprótesis parezcan cacharros inútiles. Duplican la rapidez de sus predecesoras y alcanzan el 80% de la velocidad que lograría una mano a la caza del punto móvil. Además, cuatro años después de la implantación del chip en el cerebro de los macacos, el aparato sigue funcionando, no como los dispositivos anteriores, que perdieron capacidades con el paso de los meses.

Escepticismo

El español José Carmena, profesor de neurociencia en la Universidad de California en Berkeley y ajeno a este trabajo concreto, ha expresado en un comunicado que “estas innovaciones deberían conducir a un aumento significativo del control de las neuroprótesis y a incrementar la viabilidad clínica de esta tecnología”.

Sin embargo, otros expertos son más escépticos, como el ingeniero industrial José Luis Pons, del CSIC, que coordina en España el proyecto HYPER, para desarrollar neuroprótesis y neurorrobots que entiendan y ejecuten los movimientos que quiera hacer una persona con parálisis. Para lograrlo, el equipo de Pons también utiliza electrodos, pero no implantados en el cerebro, sino colocados de manera superficial en el cráneo. “Cuando implantas en el cerebro una matriz de electrodos, que es como una cama de faquir en miniatura, generas microheridas y rechazo, puede haber neuronas que mueran o migren”, explica. “Yo creo que lo que se consigue con estos dispositivos implantables se puede lograr también con electrodos colocados de manera superficial”, opina.

El objetivo de ambos, proclama Pons, es el mismo en cualquier caso: “Abrir al mundo una mente confinada en un cuerpo que no se puede mover”.



Convirtiendo pensamientos en acciones a cambio de zumo

El ingeniero informático Vikash Gilja explica uno de los secretos de su investigación: el zumo de frutas. Sentados en su laboratorio, los macacos con el chip implantado en su cerebro miraban un punto de luz en una pantalla. Cuando aparecía un nuevo punto de luz, los monos intentaban cazarlo. Y cuando lo lograban, recibían un chupito de zumo de frutas. Después, tenían que hacerlo sin manos, con un cursor en la pantalla movido por su actividad cerebral. Observando los fallos en tiempo real, los científicos han perfeccionado durante años el algoritmo matemático que transforma los pensamientos en movimientos.




REFERENCIA

'A high-performance neural prosthesis enabled by control algorithm design' DOI: 10.1038/nn.3265


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