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¿Se puede recargar el cerebro?

por Emma Young

La aplicación de corrientes eléctricas moderadas en la cabeza podría hacer desaparecer el dolor, ayudar a mejorar la memoria o la fuerza física, y también la capacidad de atención. Las fuerzas militares estadounidenses son las primeras del mundo en investigar sus aplicaciones prácticas en la batalla

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Este reportaje fue publicado originalmente en inglés bajo licencia CC-BY en Mosaic, una iniciativa de la Wellcome Trust. Ha sido traducido por Diego Zaitegui.

En el verano de 2010, Ryan Clark se torció un tobillo en una clase de gimnasia. Fue doloroso, aunque  sobre todo incómodo.  Tras una semana con muletas su tobillo se curó. Sin embargo, seis semanas más tarde, el dolor volvió, sólo que esta vez, fue mucho peor. Ryan acabó necesitando una silla de ruedas, incapaz de soportar el dolor que le provocaba caminar. Los medicamentos y la rehabilitación le ayudaron y tras 6 semanas ya estaba recuperado. Volvió a hacerse daño dos veces más y cada pequeño accidente le provocaba terribles dolores. “Eran los golpes típicos de un niño de 9 años”, apunta el padre de Ryan, Vince, “pero en  él eran muy graves. El dolor era tan grande que temblaba. Sus músculos colapsaron. Llegó a tener espasmos en todo el cuerpo y a retorcerse en el suelo.” Finalmente, Ryan fue diagnosticado con el síndrome de dolor regional complejo, un trastorno que afecta a uno de cada millón de niños de su edad.

Vince Clark, quien dirige el Centro Clínico de Neurociencia y Psicología  de la Universidad de Nuevo México en Albuquerque (EEUU), se volcó en el estudio de este síndrome con el fin de poder ayudar a Ryan. Los medicamentos convencionales contra el dolor no habían conseguido ningún alivio, así que Clark comenzó a buscar soluciones en  la investigación que estaba llevando a cabo en su laboratorio. Conocida como estimulación transcraneal por corriente directa (ETCD) consiste en la aplicación de corrientes eléctricas moderadas en la cabeza.

La ETCD pertenece al  grupo de técnicas conocidas como “estimulación cerebral  no invasiva” porque no implican cirugía. Es todavía una técnica en fase experimental, pero ya en 2010 prometía ser efectiva no sólo como forma de aliviar el dolor sino también como potenciador de la actividad cerebral, de la memoria y de la capacidad de atención en personas sanas. El Departamento de Defensa de los Estados Unidos (DoD) se interesó en esta técnica por su potencial militar. Cuando Ryan enfermó, Clark ya había llevado a cabo investigaciones financiadas por el DoD en las que estudiaban  sobre esta cuestión, y había conseguido importantes resultados.

Descargas eléctricas a presos

Colegio Oficial de Cirujanos, Londres, enero de 1803. La audiencia observa expectante mientras el inconformista científico italiano Giovanni Aldini entra en la sala. Ante ellos: George Foster, un asesino convicto, previamente ahorcado en la prisión de Newgate.  Aldini aplica una corriente eléctrica al cuerpo utilizando una antigua batería y unas bielas. Para sorpresa de la audiencia, el cuerpo gesticula y se sacude. Debido a la estimulación rectal, uno de sus puños parece alzarse al aire.

Según cuenta Clark,  Aldini estaba fascinado por los efectos de la electricidad en el cuerpo y mente humanos. Tras afirmar que había curado a un granjero de 27 años de una depresión mediante estimulación eléctrica, Aldini intentó ayudar a pacientes diagnosticados con  “locura melancólica” en el hospital Sant’Orsola de Bolonia. Su éxito fue limitado, en parte porque los pacientes se asustaban al ver el equipo necesario.

“En algún momento, nuestra cultura comenzó a preocuparse por la electricidad y sus efectos”

Los experimentos de Aldini con la electricidad dieron comienzo a un largo episodio en la historia de la psiquiatría. La terapia de electroshock, que requiere corrientes lo suficientemente altas como para desencadenar convulsiones, se introdujo a finales la década de los 30. Sin embargo, debido a los avances en los tratamientos con medicamentos y también, a las críticas recibidas en libros como Alguien voló sobre el nido del cuco de Ken Kesey, las terapias eléctricas perdieron popularidad. “En algún momento, nuestra cultura comenzó a preocuparse por la electricidad y sus efectos”, dice Clark. “Se convirtió en algo que daba miedo. Provocaba cierta inquietud, y la gente no lo afrontaba de forma racional ni calmada.”

Clark se anima mientras cuenta el apogeo y decadencia, y el posterior auge, de la estimulación cerebral eléctrica. Mientras no se permitió el uso de electricidad en personas, los neurocientíficos continuaron estudiando el efecto de la misma en animales. “Muchos de mis profesores en la escuela de posgrado han estudiado los efectos de la electricidad en tejido vivo”, comenta Clark. En la década de los 60, los científicos concluyeron que la  ETCD, que requiere corrientes eléctricas hasta mil veces más bajas que las utilizadas en la terapia de electroshock, podía afectar  a la “excitabilidad” de las células y ayudar en depresiones severas. Si bien,  como los medicamentos parecían más efectivos en los tratamientos psiquiátricos, la ETCD fue descartada.

Más tarde, en los 80, la terapia de electroshock resucitó. Quedaba claro que era efectiva en pacientes con depresión severa que no respondían al tratamiento con medicamentos.  Más o menos por entonces, crecía el interés en algo llamado estimulación magnética transcraneana (EMT). Un paciente que recibe EMT  permanece sentado y muy quieto mientras una vara dispuesta sobre su cráneo emite un campo magnético que penetra en su cerebro. El EMT puede aliviar la depresión y también ayudar en la rehabilitación tras un derrame cerebral o una lesión en la cabeza.

En el año 2000, Michael Nitsche y Walter Paulus de la Universidad de Göttingen, Alemania, anunciaron que la ETCD podía alterar la respuesta de los pacientes a la estimulación magnética. Mientras que la EMT estimula la sinapsis de las células cerebrales, la ETCD “prepara el bombeo”, tal y como Michael Weisend, un colega de Clark, lo describe, haciendo más fácil que una célula comience a sinaptar en respuesta a un estímulo.

El interés de los neurocientíficos en la ETCD resurgió gracias a los estudios de Göttingen. Pero lo que realmente lo mantuvo fueron los felices descubrimientos que indicaban que la ETCD podía cambiar el funcionamiento cerebral no sólo en pacientes, si no también en personas sanas, las cuales habían sido incluidas en los experimentos sólo como grupo control.  Este trabajo fue muy influyente, según Clark. Los investigadores comenzaron a investigar el potencial de la ETCD para estimular cerebros sanos.  Los primeros resultados demostraron que podía mejorar la capacidad de aprendizaje y la memoria. Otros equipos de investigación estudiaron la ETCD y su capacidad en el tratamiento del dolor. Como muchos otros colegas, Clark lo encontró fascinante.


Vídeo | El investigador Vicent Clark habla de los misterios del cerebro en una charla TED. /


Tras su labor posdoctoral en el National Institute of Mental Health (Instituto Nacional de Salud Mental), donde trabajó parcialmente en EMT, Clark se mudó a Alburquerque para desarrollar una investigación conjunta de la Universidad de Nuevo México y el Mind Research Network (MRN, Red de Investigación de la Mente), un instituto de investigación neurocientífica  sin ánimo de lucro. Su trabajo se centró en imágenes del cerebro y esquizofrenia. En 2006, fue ascendido a director científico del MRN. Clark estaba ansioso por trabajar con ETCD, pero también necesitaba conseguir que el MRN superara sus dificultades financieras. El instituto había malgastado sus recursos. “Estábamos en un agujero negro financiero”, dice. “Necesitábamos mucho dinero, y lo necesitábamos rápido.”

Más o menos por entonces, la Agencia de Proyectos de Investigación Avanzados de Defensa (DARPA, por sus siglas en inglés), la agencia dentro del Departamento de Defensa de Estados Unidos responsable del desarrollo de nuevas tecnologías para uso militar, convocó ayudas de investigación en un área denominada “aceleración del aprendizaje”.  A esta convocatoria general se presentan propuestas de científicos de todo el país, con la esperanza de obtener financiación del DoD. Clark y el MRN lo consiguieron. “Elaboramos una propuesta para usar la ETCD. Y fue financiada. Obtuvimos así, de forma rápida, una gran cantidad de dinero. Se salvaron muchos puestos de trabajo.”

Clark reconoce que el mantener puestos de trabajo gracias a esta inyección de dinero – un total de 6 millones de  dólares- contribuyó a justificar el uso de fondos militares. Clark tiene una buena opinión sobre la forma en la que DARPA funciona. “Realmente me gusta su filosofía. Quieren potenciar investigaciones que están muy al límite y que son muy arriesgadas; se permiten un 90% de fracasos, porque el otro 10% que funciona cambiará el mundo. Hemos tenido la suerte de formar parte de ese 10%”.

Los efectos de la ECTD

Brian Coffman sonríe de forma tranquilizadora mientras me guía hacia una pequeña sala. Ha recibido  la ETCD muchas veces, según comenta, y hasta el momento, la ha administrado a unas 300 personas. Algunas personas han manifestado picores, calor y hormigueos, pero nada serio. Rara vez, alguien siente dolor de cabeza.

Coffman, estudiante de doctorado que trabaja con Clark, utiliza cinta adhesiva para juntar el cátodo no-estimulador a la parte superior de mi brazo izquierdo y el ánodo, que libera la corriente, a un lado de mi cabeza, a la altura entre mi oído y mi ojo. Esta disposición ha sido diseñada para maximizar la corriente que irá hacia la zona objetivo de mi cerebro. Los electrodos son esponjas internas que han sido previamente empapadas en agua salada conductora, así que alguna que otra gota salina resbala por mi cara. Están conectadas a través de cables a una batería de 9 voltios. Cuando Coffman enciende la batería, siento un pequeño calambre en mi brazo. Es una descarga estática, explica, y se disculpa.

Según Coffman sube la corriente a 2 miliamperios, el nivel máximo en la mayoría de los estudios de ETCD, siento una sensación de picor en mi brazo, pero eso es todo. Coffman se asegura de que estoy cómoda, tras lo cual he de realizar ejercicios en un ordenador. El software es DARWARS, y fue diseñado para familiarizar a los reclutas del ejército estadounidense con distintas circunstancias en las que se pueden encontrar en Oriente Medio. Clark y su equipo lo modificaron, añadiendo objetivos escondidos a la mitad de las 1.200 escenas. Un ordenador rudimentario genera imágenes que aparecen brevemente, en ellas  se ven bloques de apartamentos abandonados, carreteras desiertas, o calles repletas con puestos de comida. Tengo que presionar botones en el teclado indicando si existe alguna amenaza en la escena o no. A veces, es muy obvio. La mayoría, no lo es. Tras un periodo de entrenamiento el usuario aprende qué puede ser peligroso y qué puede ser potencialmente bueno. Cada vez que no identifico a un enemigo parcialmente escondido, uno de mis colegas virtuales se cae al suelo polvoriento y soy verbalmente amonestado: “Soldado, no has visto la amenaza. Acabas de perder a un miembro de tu pelotón”.

Soldados estadounidenses se entrenan con el software DARWARS.Ampliar

Soldados estadounidenses se entrenan con el software DARWARS. / ACM

Yo no sentí que la estimulación me ayudara, aunque Coffman me contó más tarde que mi actuación sí mejoró. Esto no tiene ninguna significancia científica,  pero al menos se puede afirmar que si bien no me sentí mentalmente más despierta durante o tras la ETCD, tampoco experimenté ningún efecto negativo.

El equipo del MRN utilizó este software en parte de la investigación financiada por DARPA. Primero, captaron imágenes de los cerebros de los voluntarios para identificar qué partes  del mismo se activaban según aprendían a identificar las amenazas. Tras esto, administraban una corriente directa de 2 miliamperios durante 30 minutos a una región específica – la parte frontal interior del cortex. Descubrieron que la estimulación reducía a la mitad  el tiempo de aprendizaje de los voluntarios. Fue una gran sorpresa, manifiesta Clark. “La mayoría de los estudios de ETCD no consiguen un efecto tan importante. Muchos se quedan al límite.”

Esta es una de las críticas contra la ETCD: los resultados no son siempre así de buenos. Clark está convencido de que esto se debe a que muchos estudios no han capturado las imágenes del cerebro para identificar qué zonas del mismo han de ser estimuladas. “Mucho depende del conocimiento que se tenga sobre la organización del cerebro. Tras 33 años observando el cerebro sé que todavía queda mucho que aprender,” dice. Michael Weisend, colaborador en el estudio, está de acuerdo: se refiere al trabajo de imagen como “el ingrediente secreto”.

A pesar de lo imprevisible de los resultados, entre las opiniones de los colegas había de todo. Y ya por entonces, Clark no estaba contento por distintas razones y tampoco lo estaban sus benefactores.

 “Prosperar en las actividades humanas”

“Es grande. Oh sí, es grande”, concuerda Estella Holmes, representante de asuntos públicos de las Fuerzas del Aire, quien me conducía a través de las cancelas del la base aérea Wright-Patterson en una camioneta. Wrigtt-Patt, como se refieren a esta base todos aquellos que la conocen, está cerca de Dayton, Ohio, es la más grande de las bases aéreas de las Fuerzas estadounidenses, en la que trabajan 26.000 personas. Tiene una rica historia de aviación. En y a sus alrededores, Wilbur y Orville Wright llevaron a cabo experimentos pioneros durante el vuelo. Lo que ellos comenzaron continúa aquí, en el Laboratorio de Investigación de las Fuerzas Aéreas (AFRL, por sus siglas en inglés).

La  AFRL incluye la unidad de aviación militar 711th Human Performance Wing (711 HPW), cuya misión es “prosperar en las actividades humanas en aire, espacio y ciberespacio”. Wright-Patt es tan grande que ni siquiera Holmes sabe exactamente hacia dónde vamos. Tenemos que pedir indicaciones a un aviador con el que nos cruzamos.  Está vestido con ropa de trabajo aunque sea lunes. Los lunes, según me ha explicado Holmes, el protocolo es vestir el uniforme azul, salvo que haya programada alguna tarea que implique ensuciarse. Cuando entramos, sin embargo, parece que todo el mundo va en ropa de faena. Un grupo de aviadores y aviadoras mantienen una reunión informal en la cafetería de la cámara, mientras otros caminan hacia sus tareas. Los cuadros de anteriores Cirujanos Generales de las Fuerza Armadas observan la escena desde las paredes. El ambiente es concurrido.

Entonces se nos aproxima un joven, algo discordante, no sólo porque esté vestido de civil (un tres piezas al estilo grunge) si no por su cabello largo, ondulado y perilla, que me descolocan momentáneamente. “La primera vez que conocí a Andy, parecía un militar activo, mientras yo tenía una cola de caballo que me llegaba a la cintura,” me cuenta Weisend.” Me gusta pensar que le llevé por el camino del pelo largo y ¡estoy orgulloso de ello!”

Andy McKinley es el socio investigador de Weisend y el investigador principal “de la casa” en ETCD, dirige un laboratorio en la 711 HPW. Su padre fue un ingeniero biomédico en la AFRL. “Supongo que he seguido sus pasos”, dice McKinley. “También me gusta el hecho de que mi investigación sirva para desarrollar tecnologías útiles que mejoren nuestra ventaja militar y que así refuercen la seguridad nacional”. Ingresó dos años después de licenciarse y comenzó  investigando los efectos de altas fuerzas G en la actividad cognitiva de los pilotos. Tras su doctorado en ingeniería biomédica, con un título adicional en neurociencia,  comenzó a trabajar con estimulación craneana no invasiva (sin cirugía). “Comenzamos a encontrar mucha literatura médica  en la que se sugería que el funcionamiento cognitivo podía ser mejorado”, comenta. “Y particularmente en grupos control, formados por personas sanas y normales. Entonces empezamos a pensar: si ayuda a participantes sanos, esta podría ser una herramienta militar para mejorar las funciones cognitivas”.

El ejército británico también investiga los efectos de  la estimulación craneana no invasiva

McKinley siempre tiene entre 6 y 10 personas trabajando para él (el número varía según si hay estudiantes de prácticas o no). Y hasta donde sabe, su equipo es el único en el ejército estadounidense, o en cualquier otro ejército, que investiga sobre la estimulación craneana no invasiva. Otros países están interesados, por ejemplo, el UK’s Defence Science and Research Laboratory (Laboratorio de Defensa, Ciencia e Investigación Británico), perteneciente al Ministerio de Defensa financia en la Universidad de Bangor, Gales, investigaciones sobre como la ETCD influye en el aprendizaje por observación, y en la Universidad de Nottingam financia a investigaciones de doctorado sobre cómo reforzar los procesos cognitivos y su funcionamiento, en parte, mediante ETCD.

Como tecnología, la ETCD es inusual y sus efectos en personas sanas fueron descubiertos de manera fortuita. Es por ello que la investigación de  McKinley tiene dos prioridades. La primera es entender la neurociencia básica que opera en el proceso. La segunda es desarrollar aplicaciones prácticas.

El día de mi visita, se está llevando a cabo un ensayo con ETCD en uno de los pequeños  laboratorios de McKinley. Un aviador está sentado frente a un monitor, tiene electrodos conectados, su chaleco está colgado en el respaldo de la silla. Iconos con forma de avión aparecen en su espacio aéreo. El aviador ha de decidir si el avión que se acerca es amigo o enemigo. Si es enemigo, tiene que dar la alarma. Si se va, bien. Si no se retira, tiene que derribarlo. El laboratorio permanece en silencio, sólo se oyen  los pitidos según presiona los  botones y un “boom” cuando un misil del software derriba un avión rival.

Este ejercicio es obvio que requiere toma de decisiones, pero también tiene un componente “motor” físico: tiene que presionar los botones en la secuencia correcta, y lo tiene que hacer rápido, para obtener una buena puntuación. Tras un tiempo, la actividad  llega a ser bastante automática. “Imagina aprender a montar en bici o cualquier vehículo manual. Al principio todo el proceso es muy consciente porque tienes que pensar todos los pasos. Pero según lo vas haciendo se hace más y más inconsciente,” explica McKiney. “Queremos saber si podemos acelerar esa transición mediante ETCD”.

El equipo de McKinley en las Fuerzas Armadas de EEUU ha utilizado la ETCD para sobreestimular la atención

Las imágenes del cerebro nos sugieren que la mejor forma de conseguir esto es estimular el cortex motor mientras el voluntario desarrolla el ejercicio. Pero McKinley y su equipo le dieron otra vuelta de tuerca: tras la estimulación, utilizan ETCD revertida para inhibir el cortex frontal, que está involucrado en el pensamiento consciente. Un día después de la estimulación, son testados otra vez. “Los resultados que estamos obteniendo son fantásticos”, observa McKinley. Los participantes sometidos a ambos tratamientos, la prueba previa y la estimulación inhibitoria obtuvieron un 250% mejor resultados en su segunda prueba, que aquellos que no recibían tratamientos. Aplicando la ETCD de esta manera, parece que la ETCD podría acelerar considerablemente el tiempo que requiere el paso de novato a experto en cualquier tarea.

En teoría, este proceso en dos pasos podría ser utilizado para acelerar cualquier tipo de aprendizaje, desde pilotar un avión a mejorar la puntería. Pero por ahora, utilizarla en el análisis de imágenes es una prioridad para McKinley. Es una tarea meticulosa que requiere mucha atención. Los analistas de imágenes pasan el día observando metraje buscando cualquier cosa de interés.

En otros estudios, el equipo de McKinley ha utilizado la ETCD para sobreestimular la atención, lo que también podría ser de  útil para los analistas de imágenes.  Se pidió a unos voluntarios participar en una simulación elemental de seguimiento de tráfico aéreo. La eficiencia en este tipo de actividad va disminuyendo con el tiempo. “Suele ser un declive bastante lineal,” explica McKinley. Sin embargo, al estimular el dorso lateral del cortex prefrontal del cerebro de los voluntarios, un área que ha descubierto que es indispensable para la capacidad de atención, no encontraron ninguna disminución de la atención durante los 40 minutos que duró el test. “Esto no había pasado antes”, comenta entusiasmando. “Nunca habíamos sigo capaces de encontrar nada que lograra esta constancia en una actividad.”

La ETCD no es la única herramienta de estimulación cerebral interesante. A parte de los estudios de estimulación magnética, otros equipos de investigación están trabajando con ultrasonidos e incluso con luz láser, así como con diferentes formas de estimulación eléctrica, por ejemplo, con el uso de corrientes alternas. McKinley está a punto de comenzar estudios con ultrasonido, y está interesado en cómo la corriente alterna puede afectar a las ondas cerebrales. Pero mientras él mantiene ser escéptico sobre el tipo de estimulación que será óptima para la mejora cognitiva, la ETCD ofrece ciertas ventajas. Para empezar, al contrario que el ultrasonido o el magnetismo, la electricidad es parte natural de la comunicación de las células cerebrales, y es más barata y manejable. McKinley defiende la ETCD como la mejor apuesta para un equipo portátil de estimulación cerebral.

Básicamente, lo que McKinley imagina es una gorra inalámbrica con sensores de electroencefalografía (EEG) y electrodos ETCD incorporados. Esta gorra será capaz de monitorear la actividad cerebral y administrar estimulación cuando sea necesario- mejorando la atención de la persona  si esta decae, por ejemplo. La tecnología base ya está disponible. Y McKinley y Weisend están trabajando en su mejora y perfeccionamiento. Con la ayuda de especialistas de la AFRL, han desarrollado unos electrodos EEG que utilizan gel, mejor que la esponja húmeda, y que además, según ellos, es más cómoda de llevar. También han desarrollado un conjunto de 5 mini-electrodos en cada cátodo y ánodo, para dispersar la corriente y así reducir el riesgo de daño en la piel.

Dependiendo de donde sea aplicada la ETCD, esta puede hacer a alguien más lógico, aumentar su fuerza física y velocidad, e incluso influir en su habilidad para hacer planes, su tendencia para asumir riesgos o la capacidad de engañar

Además de mejorar las capacidades de aprendizaje y atención en situaciones normales, McKinley ha averiguado que la ETCD puede combatir las consecuencias de la falta de sueño en la actividad cerebral. Otros investigadores han descubierto que, dependiendo de donde sea aplicada la ETCD, esta puede hacer a alguien más lógico, mejorar su capacidad matemática, aumentar su fuerza física y velocidad, e incluso influir en su habilidad para hacer planes, su tendencia para asumir riesgos o la capacidad de engañar; la capacidad de producir mentiras puede aumentar o disminuir bajo la ETCD, según parece. Mientras que mucho de este trabajo es preliminar, todos estos efectos pueden ser, potencialmente, utilizados en cualquier organización militar, aunque McKinley asegura que esto no va sobre el “control mental del soldado”. Las mayores barreras para el uso rutinario  de la gorra ETCD en personal del ejército estadounidense –o de cualquier otro, en realidad-  no es tanto por los efectos que esta tecnología pueda tener, si no por las preguntas, todavía sin respuesta, sobre la técnica.

“¡Hablemos de cráneos!”

Estoy sentada con Mike Weisend en Max y Erma, un restaurante típico americano a 5 minutos en coche desde su nueva oficina en el instituto de investigación Wright, que a su vez está a unos 10 minutos de la base Wright-Patterson. También se sientan a la mesa Larry Janning y David McDaniel de Defense Research Associates, una empresa local que desarrolla tecnologías para “apoyar al guerrero”.

En el coche, ya de vuelta, Weisend me habla de sus primeros y aterradores intentos de entender lo que sucede a la electricidad cuando se administra en un cráneo. “Primero, me alié con una compañía que investiga el daño acústico en cabezas de cadáveres. La idea era que nosotros obtuviéramos las cabezas después. Era increíblemente caótico, una alianza no muy agradable. No pude con ello”.  Pero este tipo de datos encabezan los deseos de McKinley.

Nadie sabe todavía la duración de  estimulación eléctrica o el número de estimulaciones que ofrecen el mayor impacto en la actividad cerebral. O el nivel de corriente óptimo. Tampoco se sabe todavía si la estimulación produce cambios permanentes, lo que haría que la gorra “dos en uno” fuese innecesaria, según comenta McKinley, aunque pudiera ser deseable según en qué situación. Varios estudios ofrecen pistas de que una sola sesión de ETCD puede tener efectos a largo plazo. Nadie sabe cómo de duraderos son estos efectos en la atención más allá de la prueba de 40 minutos del estudio de control del tráfico aéreo, explica.

El neurocientífico Michael Weisend.Ampliar

El neurocientífico Michael Weisend. / WSRI

Otro gran “nadie sabe” es donde va la electricidad una vez aplicada a varias partes del cráneo. Cierto es que es una estimulación bastante amplia e imprecisa – un”disparo” más que un “escarpelo”, como lo describe Weisend. Pero aunque existen modelos que indican donde piensan los neurocientíficos que va la electricidad en el cerebro, y por tanto qué partes son afectadas, no es suficiente, comenta McKinley. No puedes poner electrodos por toda la cabeza de una persona para averiguarlo. “Así que lo que queremos,”, me confiesa McKinley, “es un cráneo fantasma”.

Hoy, Weisend quiere hablar con Janning y McDaniel sobre la construcción de este fantasma, un modelo de cabeza humana. La idea es utilizar un cráneo real, pero con una sustancia dentro que sea gelatinosa, conductiva imitando al cerebro.

Nadie sabe todavía la duración de  estimulación eléctrica o el número de estimulaciones que ofrecen el mayor impacto en la actividad cerebral. O el nivel de corriente óptimo

El problema principal es que nadie está muy seguro de cómo encajar los sensores en el cráneo de forma que puedan ofrecer resultados válidos, sobre todo porque Weisend quiere que estos resultados sean útiles para investigaciones con distintas técnicas de estimulación. Alrededor de hamburguesas de frijoles y sopa, comienza una conversación sobre receptores múltiples y problemas con las señales pulsantes. Entonces  McDaniel expone la idea de insertar una placa  de circuito plegado a modo de abanico en el agujero de la base del cráneo, y abrirlo una vez que está dentro. “Es como el cerebro”, dice. “Tienes fibras que lo recorren como mis dedos.” Una forma de abanico es una imitación decente de las fibras, decide. “Me gusta esta idea. ¡Me gusta mucho!”

Ambos, McKinley y Weisend,  tienen interés en la neurociencia fundamental que opera cuando la ETCD afecta al cerebro, así como en la tecnología, y también está la cuestión de la seguridad. Esta es de hecho una gran preocupación cuando hablamos de administrar electricidad al cerebro, incluso si la corriente es muy pequeña. Los resultados positivos de la ETCD, lo barato del kit, han hecho de la ETCD “hazlo tú mismo”, un tema recurrente en internet. Se puede  comprar lo necesario por 200 dólares, y, a juzgar por los foros online, mucha gente está haciéndolo. Pero Weisend tiene mayores preocupaciones. Para empezar, los propios electrodos.

“¿Ves esto?”  Se enrolla la manga derecha para dejar ver una pequeña cicatriz en la parte interna de su antebrazo. “Pruebo todos los diseños de electrodos en mí mismo antes de hacerlo en otros”, dice. “No me gusta hacer a otros aquello que no me hago a mí mismo”. Tras ensayar con un nuevo electrodo, un ayudante de investigación limpió su brazo y un trocito de piel del tamaño de una moneda se desprendió. “tenía una consistencia mocosa” dice Weisend. “Podía ver el músculo debajo”. El problema fue la forma, un cuadrado,  que hizo que la corriente se concentrara en las esquinas. Este fue uno de las muchas consecuencias, la mayoría menos desagradables, que han ayudado a McKinley a diseñar el conjunto de 5 electrodos dispersores de corriente.

Los perfectamente empaquetados kits de ETCD, más destinados al público general que  a los científicos, están ya a la venta. Pero Weisend y McKinley – y cualquier otro investigador con el que he hablado -  piensan que es demasiado pronto. De hecho todos parecen preocupados. Si algo va mal o alguien resulta herido, por ejemplo, por un electrodo mal diseñado o por utilizar el aparato durante demasiado tiempo – la duración permisible no está aún definida – no sólo será perjudicial para la persona afectada si no que la ETCD como concepto quedará estigmatizada, explica McKinley.

La ETCD “hazlo tú mismo” es un tema recurrente en internet. Se puede  comprar lo necesario por 200 dólares

Hasta ahora, parece que no hay efectos secundarios negativos derivados de la ETCD, al menos, no con las duraciones de estimulación con las que se experimenta de forma rutinaria. Weisend cree que no hay nada gratuito, y admite que puede haber efectos secundarios que sean aún desconocidos. Otros son más optimistas. Felipe Fregni, director del Laboratory of Neuromodulation (Laboratorio de Neuromodulación) del Hospital Spaulding de Rehabilitación de Boston, Massachusetts, defiende que no hay ninguna razón para pensar que el uso prolongado de la ETCD pueda causar problemas, siempre que se que se utilice  a los niveles bajos y la duración típicas de los estudios realizados en laboratorio. “Siendo un  médico clínico, lo que nos enseñan en la escuela médica es que los tratamientos que funcionan bien producen importantes efectos secundarios. Pero entonces das con algo que no produce ningún efecto secundario y piensas, ¿Se nos está pasando algo, o no? La ETCD sólo refuerza lo que el sistema ya está haciendo. Confío en que es seguro, basándome  en su propio mecanismo.”

La ausencia de efectos secundarios – algo de lo que los medicamentos no pueden presumir – es una de las razones por las cuales la ETCD es tan interesante como herramienta clínica, dice Vince Clark. En muchos casos, un medicamento es menos apropiado. La ETCD puede aliviar el dolor sin producir adicción al paciente. Puede afectar al cerebro sin dañar el hígado. Ya que parece no tener efectos secundarios, la ETCD es más segura que muchos de los medicamentos actualmente aprobados para niños. Un once por ciento de los niños estadounidenses han sido diagnosticados con trastorno por déficit de atención por hiperactividad, y muchos de ellos toman estimulantes como el Ritalin. Nadie puede estar seguro de que no existan efectos secundarios derivados del uso de la ETCD – pero lo mismo se puede decir del Ritalin, defiende Clark.

Aunque la ETCD no haya sido aún  aprobada por la US Food and Drug Administration (Administración estadounidense responsable de la alimentación y de los medicamentos) para su uso médico, ciertas  informaciones hacen pensar a Clark que las prescripciones “no oficiales” (cuando los médicos recomiendan algo que ellos creen que puede ayudar al paciente, pero que todavía no ha sido oficialmente reconocido como tratamiento) son cada vez más frecuentes. En particular, en casos de dolor crónico y  depresión. Los hospitales han comenzado a usar la técnica clínicamente. En Boston, Fregni y su colega León Morales-Quezada han empezado a usar la ETCD recientemente  en la rehabilitación de pacientes jóvenes con daño cerebral. Con un niño de tres años que había sufrido daño cerebral severo después de casi ahogarse en una piscina, obtuvieron resultados fantásticos, según Morales-Quezada. Tras el tratamiento, el niño tiene mucho más control  sobre sus movimientos, y puede hablar.

Existe otro”riesgo”; que el artefacto no ayude a  nadie, y que las personas comiencen a pensar que la ETCD no funciona. De hecho, no todas las personas responden de la misma forma a la estimulación, y nadie sabe a día de hoy exactamente el porqué. Esta es una, entre otras áreas, que aún necesita más investigación, lo que requiere financiación.

Para Clark, estos estudios no son para ayudar a un soldado a identificar una amenaza y lidiar con ella -lo cual, en términos reales, se traduce en identificar un enemigo y acabar con él – si no en investigar como el cerebro detecta una amenaza. “Mucha gente que ha revisado mi trabajo dirá que es un buen trabajo, pero se preguntará  ¿Tiene que tener objetivos militares? Y no me gusta.  Muchos intelectuales no están de acuerdo con la guerra. Este es mi caso.”

Hay algo más que le molesta claramente. En 2003, Joseph Wilson, un antiguo diplomático estadounidense, publicó un artículo en el New York Times argumentando que el presidente George W Bush había engañado a la población cuando defendió que Irak compraba uranio a África, una de las razones que justificó la guerra de Irak. Una semana después, su esposa, Valerie Plame Wilson –una amiga de Clark-  fue despedida de la CIA. Esto fue, según su marido, un castigo por su artículo. “Conocía a Valerie desde hacía 10 años, sin saber que era una agente de la CIA,” explica Clark. “Era una verdadera patriota, y estaba realmente disgustada por el enfado de la gente con su marido, ella perdió su carrera y la posibilidad de volver realizar ese trabajo…Así que ahí estaban mis amigos, pasando por todo esto. Y aquí estaba yo, siendo presionado para usar esta tecnología para el desarrollo de armas”.

Clark no quiere que sus investigaciones se aprovechen con fines militares

¿Desarrollo de armas? Coincidiendo más o menos con la financiación del DARPA, los objetivos del Mind Research Network empezaban a orientarse cada vez más hacia el desarrollo de herramientas de uso militar, comenta Clark. “No me está permitido desvelar de qué se trataba, pero sí puedo mencionar algunas de las opciones potenciales”, comenta. “Un artefacto que deja a las tropas enemigas inconscientes, o que las confunde lo suficiente como para no poder combatir, se puede considerar un arma. Armas que alteran el pensamiento y las creencias, o que directamente afecta a la capacidad de decisión o que altera los mecanismos de recompensa de sus cerebros alterando su comportamiento, o que mantenga a la persona consciente mientras está siendo torturada, son armas posibles”. También llego a escuchar que la ETCD podría utilizarse para mejorar el entrenamiento de los francotiradores, cosa que Clark no aprobaba. “Tengo mis principios y mis propios objetivos, y ellos tienen los suyos, y estamos en un claro conflicto.”

En 2009, se descubrió un error relacionado con los pagos a los ayudantes de investigación en el proyecto financiado por DARPA. Clark mantiene que no fue nada grave, pero debido a las discusiones mantenidas con sus colegas sobre la dirección que estaba tomando el instituto, se convirtió en un gran problema. Poco después, perdía su puesto como investigador principal del trabajo de DARPA.

El “color del dinero”

Tras apretones de manos y promesas de futuras conversaciones con el personal de Defense Research Associates, Weisend bosteza, y se disculpa. Lleva en Ohio sólo 6 semanas. Han sido meses muy ocupados, entre adaptarse, conocer nuevos colegas y reuniones con potenciales colaboradores. Además, él y su mujer consiguieron una TV por la noche, añade. No pudo resistirse a estar levantado toda la noche viendo antiguos episodios de Star Trek. De nuevo en su oficina, nos sentamos y hablamos sobre la ETCD, sus proyectos actuales, la Mind Research Network, Vince Clark, el departamento de Defensa, y del “color del dinero”.

El primo de Weisend, David, forma parte de Fuerzas de Operaciones Especiales de los Estados Unidos. Su hermana, Joan, hace carrera en el cuerpo de marines. Ha participado en muchas misiones, incluyendo Irak y África. Un incendio a bordo de una nave en una de sus misiones hizo necesarias varias operaciones en muñeca, cuello y hombro. Entre 1997 y 2004, Weisend también trabajó en el Hospital de Veteranos de Nuevo México, dirigiendo un centro de magnetoencefalografía (MEG), en él se realizaban escaneos de alta calidad de los cerebros de los pacientes. Recuerda un paciente en particular, una mujer con una lesión en la cabeza provocada por una caída desde un coche en marcha en la Guerra del Golfo. Como resultado de esa lesión, era epiléptica. El escaneo MEG de su cerebro permitió que la cirugía parara los ataques, con el mínimo daño al tejido sano. “He podido constatar personalmente los efectos en la salud (en acciones militares) de los soldados en el hospital, y mi hermana, y mi primo, comenta. “Todo lo que pueda hacer por ayudar a estos chicos y chicas, lo haré.”

Cuando Clark perdió su puesto, se le pidió a Weisend que lo ocupara, y fue él quien desarrolló y supervisó la segunda parte de la investigación. La financiación del  DoD constituye gran parte de los recursos del  Wright State Research Institute (Instituto de Investigación de Wright), comenta Weisend; de los proyectos “excitantes, divertidos” no puede hablar. Sabe muy bien que no todo el mundo está de acuerdo con la financiación militar. “Hay personas, sobre todo en los departamentos de las universidades, que están preocupadas por el ‘color del dinero’ – dinero de Defensa, en vez de los NIH (Institutos Nacionales de Salud), que son fondos exclusivos para la ciencia,” aclara. Su opinión es que en realidad nunca sabes para qué se va utilizar una investigación, y si se usa para hacer daño, es la agencia que provoque el daño la que tiene que asumir la culpa, no el investigador.

¿Y qué pasa con el uso de la ETCD en el entrenamiento de francotiradores del que Clark supo? Eso forma parte de la categoría de investigaciones que aparecen en la “prensa popular”, pero no “en el laboratorio”, aclara Weisend, aunque reconoce que no se opone a ello, en teoría. “Lo que ocurre es que Vince y yo vemos el mundo de forma distinta, con respecto al trabajo de  DARPA y las direcciones que toma”, aclara. “Si Vince mantuvo conversaciones sobre militarizar nuestros resultados, no estoy al tanto de ellas. ¿Pueden los resultados convertirse en armas? Sin duda. Pero de nuevo, también puede convertirse en arma un bolígrafo. Nos hemos centrado siempre en mejorar nuestra actividad para reducir los errores y la incertidumbre. Nunca hemos experimentado con armas en el MRN.”

“¿Pueden los resultados convertirse en armas? Sin duda. Pero de nuevo, también puede convertirse en arma un bolígrafo”

Durante mucho tiempo, fue complicado  obtener voluntarios para las investigaciones financiadas por el DARPA, me comenta Weisend. Al contrario que con los civiles, no se les podía pagar por colaborar. Entonces se le ocurrió la idea de crear una moneda especial. Me entrega una. Es pesada e impresiona,  tiene el tamaño de una medalla. En un lado tiene en relieve el exterior de un cerebro humano, y en el otro todos los colores de la 711th  Human Performance Wing y del Air Force Research Laboratory, con “The Mind Research Network” grabado en la parte inferior.

Este tipo de monedas son muy populares en el ejército, explica Weisend. Me muestra su colección. Hay una de un amigo del Pentágono, otra de su primo, de cuando estuvo en el 20º Escuadrón de Operaciones Especiales, en los Green Hornets  (Avispones Verdes). “No sabíamos como conseguir que los militares llamaran a nuestra puerta”, dice, “entonces se nos ocurrió esto. Y aparecieron por todas partes para obtenerla”.

Mientras que en  los estudios liderados por el MRN participan una mezcla de voluntarios militares y estudiantes voluntarios, Andy McKinley recluta sus voluntarios en la base Wrigtt-Patterson de las Fuerzas Áreas, hasta el momento, la ETCD está en fase experimental, apunta McKinley. Todavía no forma parte de la rutina del entrenamiento militar. Pero algunos investigadores están preocupados.

Bernhard Sehm, un neurólogo cognitivo del Instituto Max-Planck para las Ciencias Cognitivas y Cerebrales en Leipzig, Alemania, tiene una lista de dudas sobre la ETCD y su uso militar. Para empezar, él no está nada convencido de que los resultados de laboratorio puedan ser transferidos a escenarios reales de guerra, con requerimientos muy complejos, como por ejemplo, un combate. Además, “algunos investigadores han defendido que el reforzamiento de una habilidad específica puede ir en detrimento de otra”, explica. “Utilizar estimulaciones no invasivas en el cerebro de los soldados supone un riesgo para el soldado que la recibe y para el resto de personas que puedan ser perjudicadas  por sus acciones” Sehm también está preocupado por la autonomía del soldado. “En general, el personal del ejército no puede decidir voluntariamente si quiere recibir el ‘tratamiento’ o no”, observa.

«Utilizar estimulaciones no invasivas en el cerebro de los soldados supone un riesgo para el soldado que la recibe y para el resto de personas»


Bernhard Sehm
neurólogo cognitivo del Instituto Max-Planck para las Ciencias Cognitivas y Cerebrales en Leipzig

Mientras que el DoD continúe financiando los estudios sobre la ETCD, algunos investigadores han decidido mantenerse firmes contra la financiación militar. Chris Chambers, un psicólogo de la Universidad de Cardiff, en Gales, lleva a cabo una investigación sobre la estimulación magnética del cerebro. Cuando representantes del QinetiQ, una empresa británica que desarrolla tecnología militar, le dijeron que había financiación disponible para posibles colaboraciones, él los rechazó, por principios.

Esta no es necesariamente una decisión fácil. Las farmacéuticas no están interesadas en invertir en estas investigaciones, ya que la ETCD no sólo no es un medicamento, si no que podría entrar en competición directa con ellos, e incluso superarlos. “No circula por el cuerpo, así que no afecta a ningún otro órgano de los que sí dañan los medicamentos”, defiende Clark. “No es adictivo. Si se presenta algún problema, puedes apagarlo en segundos. Además, también es barato.” Estos beneficios, por desgracia, restringen las opciones de financiación a financiadores públicos (que no han lanzado dinero a la ETCD, precisamente), empresas privadas relacionadas con el ejército, o al mismo ejército.

A lo largo de la historia, la financiación del DoD ha conseguido innovaciones con gran impacto en la vida civil; por ejemplo el Global Positioning Systemm (GPS) o incluso los auriculares con cancelación de ruido. Andy McKinley espera que una forma segura, efectiva de ETCD forme parte de esa lista. El DoD no tendrá suficientes especialistas “en la casa” para llevar a cabo las investigaciones, pero sí tiene el dinero.

Clark todavía trabaja como investigador supervisor en el MRN, pero sobre todo trabaja en la universidad. Continúa reuniendo “cualquier donación pequeña que pueda encontrar” para seguir con la investigación médica: investigar si la ETCD puede ayudar a los alcohólicos a dejar de beber, reducir las alucinaciones en esquizofrénicos, y reducir el comportamiento impulsivo asociado con el trastorno del espectro alcohólico fetal. Mientras que estas investigaciones son relativamente baratas, su financiación sigue siendo un problema. Ahora que hay un interés creciente en cuanto a la ETCD en las publicaciones académicas, Clark espera que el NIH comience a tomarse en serio las investigaciones sobre ETCD, y que invierta en estudios controlados a gran escala.

Entre las prometedoras innovaciones están futuros descubrimientos sobre cómo la ETCD puede funcionar combatiendo tipos de dolor que no responden a los antidoloríficos convencionales, como el dolor crónico, o el dolor derivado nervios dañados. En estos casos, el blanco es generalmente el cortex motor, y la idea es reducir las señales de dolor. Lo que me lleva de vuelta  a Ryan, una de las principales motivaciones de la investigación de Clark. ¿Usó la ETCD en su hijo? Cuando Ryan se puso enfermo por primera vez, “ninguno de los doctores habían escuchado nada sobre la ETCD”, cuenta, “y sin ayuda médica, decidí no hacerlo”. Además dio con algo menos tecnológico: una “prótesis”, parecida a las cédulas que usa la gente para disminuir  el bruxismo nocturno. Para sorpresa de Clark, reduce el dolor de Ryan y facilita su movimiento. Pero Clark manifiesta que le gustaría que Ryan se sometiera  a la ETCD. Si la cédula dejara de funcionar y encontrara un clínico con experiencia en esta técnica, “no creo que tuviera ningún problema”.

Clark alaba el potencial para ayudar a los enfermos, como su hijo, así como a personas sanas. Pero dice estar muy firme en su posición sobre qué financiación aceptar y qué tipo de investigación llevar a cabo. “Quiero ver la ETCD utilizada para ayudar”, dice, “no para hacer daño.”

— Emma Young,

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