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Cuatro grandes avances de la historia de la neurotecnología | OpenMind – BBVA OpenMind


En abril de 1861, murió en París Louis Victor Leborgne, un hombre que había perdido la capacidad de hablar y que en los últimos 21 años de vida solo repetía la sílaba “tan”. El médico y anatomista francés Paul Broca examinó su cerebro post mortem y descubrió una gran lesión en la parte delantera del hemisferio izquierdo. En autopsias posteriores de otros pacientes con problemas del habla, Broca descubrió lesiones similares, siempre en la misma región. El doctor había encontrado la primera prueba de que las funciones del cerebro —en este caso, la producción del lenguaje oral— residen en zonas concretas de este órgano.

Sobre las bases que sentó Broca crecería, un siglo más tarde, la neurotecnología, una disciplina que se nutre del conocimiento neurocientífico y a la vez contribuye a su desarrollo. Integrando las máquinas con el sistema nervioso central, busca estudiarlo, tratar sus dolencias y extender sus capacidades. Es un campo que todavía está en pañales, perseguido por un aire a ciencia ficción, pero que, por sus logros, ya ha cobrado aceptación y credibilidad en la ciencia contemporánea. Repasamos sus avances más relevantes.

  1. Imanes para observar las neuronas

El cerebro es un pedazo de carne protegido por un caparazón de hueso. Los anatomistas del siglo XIX, como Broca, solo podían inspeccionarlo después de la muerte. Esto cambió con la llegada de las tecnologías de neuroimagen: la tomografía computarizada (TC), la tomografía por emisión de positrones (PET) y la imagen por resonancia magnética (IRM). A diferencia de las técnicas anteriores, esta última no produce radiación ionizante, un reconocido causante de cáncer.

La resonancia magnética es una de las técnicas de neuroimagen más importantes para la medicina de la mente. Crédito: Ptrump16

Cuando se introduce una persona en el gran imán de un escáner de resonancia magnética, se alinean los protones que conforman las millones de moléculas de agua de su cuerpo. Estos protones liberan energía que, recogida por el aparato, delata su posición. Los creadores del escáner, Paul Lauterbur y Peter Mansfield, adaptaron una técnica que ya se empleaba en química para determinar la estructura de moléculas orgánicas. Fue el británico Ian Young quien llevó la práctica a la clínica: produjo la primera imagen por resonancia magnética de un cerebro humano en 1978.

Al ser una tecnología segura, no invasiva y que permite ver los tejidos blandos del cuerpo, la resonancia magnética se ha convertido en una de las técnicas de neuroimagen más importantes para la medicina de la mente y la más importante para su investigación. El escáner es una ventana al cerebro en funcionamiento, porque la activación de las neuronas requiere una repentina oxigenación localizada que la máquina puede distinguir casi en tiempo real. Además, el contraste visible entre la sustancia gris (cuerpos de neuronas) y la sustancia blanca (conexiones entre neuronas) en resonancia permite vigilar enfermedades infecciosas y vasculares del cerebro, además de trastornos neurodegenerativos como la demencia y el Alzheimer.

  1. Electrodos para curar la parálisis

Conforme se empezó a conocer la función de algunas regiones del cerebro, a finales del siglo XX los médicos experimentaron con un nuevo tipo de tratamiento: la estimulación cerebral profunda. A diferencia de la terapia electroconvulsiva que ya se administraba en décadas anteriores —con electrodos sobre el cráneo—, la nueva técnica insertaba quirúrgicamente implantes que estimulan grupos concretos de neuronas. En la década de 1990 se constató su éxito para controlar síntomas del Parkinson y temblor esencial; más recientemente se ha empezado a utilizar como tratamiento para el trastorno obsesivo-compulsivo y la epilepsia, y se ensaya su eficacia en casos de depresión.

El suizo David Mzee ha recuperado la movilidad de las piernas gracias a un implante en la médula espinal. Crédito: Hillary Sanctuary/EPFL

En 2018, la estimulación profunda logró un nuevo hito: por primera vez, personas que quedaron parapléjicas por un accidente han recuperado el movimiento y control parcial de sus piernas. En este caso, los electrodos están implantados en la médula espinal de los pacientes, desde donde envían impulsos eléctricos a los nervios de sus extremidades.

El procedimiento es experimental y tardará unos años en llegar a los hospitales, pero ya son seis las personas que sufrían parálisis total o parcial de las piernas y han logrado volver a caminar, con un andador o con muletas, gracias a tres estudios independientes llevados a cabo en diferentes centros de investigación. Dos de estos pacientes, David Mzee y Gert-Jan Oskam, tratados en el instituto EPFL de Suiza, han recuperado la capacidad de mover ciertas articulaciones incluso cuando sus implantes están apagados. Este intrigante fenómeno sugiere que, en el futuro y con la rehabilitación adecuada, algunos pacientes podrían recobrar el control autónomo de sus extremidades.

  1. Implantes para restaurar los sentidos

Nuestra percepción sensorial del mundo —lo que sentimos cuando vemos, olemos, oímos, saboreamos y tocamos— es una colección de impulsos eléctricos que el cerebro procesa para formar una interpretación útil de la realidad material. Normalmente, los impulsos se generan en los órganos sensoriales, como el oído o el ojo, pero cuando estos receptores biológicos no funcionan, la neurotecnología puede intervenir.

Dennis Aabo Sørensen es el primer amputado en el mundo que recibe información sensorial, en tiempo real, con una mano protésica conectada a los nervios del brazo. Crédito: EPFK. 2014 Lifehand 2 / Patrizia Tocci

El implante de cóclea existe desde finales del siglo XX y, gracias a él, escuchan cientos de miles de usuarios con sordera. El dispositivo recoge información sonora del entorno con un micrófono y la codifica en impulsos eléctricos que envía por ondas de radio a diminutos electrodos insertados en el nervio auditivo. Demostrado y probado este marco teórico de restauración sensorial, nada impide a los tecnólogos desarrollar aplicaciones análogas para emular el resto de los sentidos. De hecho, ya existen las primeras prótesis biónicas que incorporan sensores de presión para recrear el sentido del tacto y se están probando implantes de retina electrónicos que estimulan directamente el nervio óptico en pacientes que han perdido los fotorreceptores de sus ojos.

  1. Sensores para leer la mente

Más allá de sus aplicaciones médicas, la neurotecnología ofrece la posibilidad de ampliar las capacidades del sistema nervioso. Sin embargo, poca gente está dispuesta a emplear dispositivos que requieran una intervención quirúrgica en el cerebro. La alternativa no invasiva que más se utiliza es la electroencefalografía, que emplea un sensor en la superficie del cráneo para registrar las ondas que se producen por los impulsos nerviosos del cerebro.

La alternativa no invasiva que más utiliza la neurotecnología es la electroencefalografía. Crédito: Chris Hope

En el primer reportaje de esta serie sobre neurotecnología, presentamos algunas de las aplicaciones más avanzadas y prometedoras de esta práctica, como el control mental de prótesis, de robots y de programas informáticos, o la investigación de mercado por neuromárketing. Los grandes pasos que ha dado el campo de las interfaces cerebro-máquina apuntan a un futuro en el que será posible conectar dos mentes directamente y lograr una comunicación silenciosa.

Todos los expertos matizan que es imposible leer los pensamientos: ni las ondas cerebrales se registran con suficiente resolución, ni tenemos el conocimiento de neurociencia necesario para interpretarlas al detalle. Sin embargo, sí es posible detectar ciertas reacciones emotivas por electroencefalografía, y un usuario entrenado ya puede generar signos mentales suficientemente concretos como para dirigir un robot o un sistema operativo. Con el programa adecuado, también podrá generar un repertorio limitado de signos telepáticos, por ejemplo letras o palabras discretas.

Bruno Martín

@TurbanMinor





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Elena Garcia

Sumergiéndome en el océano de las palabras y tejiendo narrativas como hilos de un lienzo, soy Elena García, una Artista Verbal del Blogging que convierte letras en mundos cautivadores. Mi travesía en la Universidad Autónoma de Barcelona coloreó mi pluma con la paleta del conocimiento. Como una tejedora de historias, mis escritos se despliegan desde las esferas de las noticias internacionales hasta el resguardo de la seguridad global, desde los misterios de la ciencia hasta los engranajes de la industria automotriz y los tesoros de la literatura. Cada palabra es una pincelada de autenticidad, entrelazada con el hilo de la transparencia. Acompáñame en este viaje donde las letras cobran vida, donde la seguridad se entrelaza con la ciencia, donde las máquinas se fusionan con las palabras y donde cada párrafo es un reflejo de la vasta riqueza de la literatura.

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