Amanece la era de los hombres máquina. Si primero fueron los genetistas y los bioquímicos, ahora son los ingenieros los que se han lanzado a manipular las conexiones neuronales. Su intención. reparar los cerebros dañados como si fueran coches. Le contamos cómo estos científicos han entrado ya en nuestra memoria y pensamientos.

En el cráneo de la paciente Jan Scheuermann hay fijados dos pernos. Son dos piezas redondas y de brillo metálico a las que se anclan unos cables grises; a través de ellos fluyen los pensamientos originados en su cerebro. La propuesta de los científicos de abrir su cráneo no asustó a esta mujer de 52 años de Pittsburg. ¿Miedo? ¿Por qué? La verdad es que no podía dejar pasar una oportunidad así , afirma. Para mí es tan emocionante como montar en una montaña rusa o saltar en paracaídas .Jan lleva más de diez años con parálisis por una enfermedad nerviosa degenerativa; no puede mover ni brazos ni piernas. Ni siquiera puedo encogerme de hombros , dice. Por eso resulta tan impresionante que pueda volver a levantar un vaso, sostener un lápiz o estrechar una mano.

Todo esto es posible porque un brazo robot obedece las órdenes que surgen de su cerebro. Para conseguirlo, le han acoplado dos chips en el córtex motor la región cerebral responsable del movimiento. Cada uno de estos chips cuenta con 96 sensores de alta sensibilidad que perciben el chisporroteo eléctrico de las neuronas y lo envían al brazo robótico a través de los cables acoplados al cráneo.Es cierto que Héctor, como llama Jan a su prótesis, se mueve un poco a tirones, pero también que lo hace con una precisión total. Al principio tenía que concentrarme y pensar adelante; a la derecha; ahora, doblar la articulación; luego, sujetar’ , cuenta. Pero ahora va casi solo. Es como si Héctor fuese parte de mí .

Los aparatos son todavía demasiado voluminosos y los cables conectados al cerebro, poco prácticos. Sin embargo, el cableado del cerebro de Jan supone un hito científico. conectar sistema nervioso y ordenador. La era de los cíborgs ha comenzado.

El objetivo. saber cómo funcionan los pensamientos

Los biólogos han dedicado muchos años a estudiar hasta la última neurona. El objetivo ahora es el propio panel de conexiones neuronales. Los científicos están empezando a entender cómo surgen los pensamientos a partir de la interacción entre las innumerables células nerviosas.

Tras genetistas, físicos y bioquímicos, al grupo de investigadores cerebrales se han unido ahora los ingenieros. Es difícil encontrar una universidad norteamericana de élite que no haya creado una cátedra o incluso un instituto entero de neuroingeniería o neurotecnología. la manipulación del cerebro se ha convertido en cosa de ingenieros. Pero ¿cómo lo hacen? ¿Cómo se adentran en los cerebros de sus pacientes? Primero atraviesan la cubierta craneal con un taladro y a continuación el cirujano introduce una especie de aguja a través de la masa neuronal, guiado por imágenes de resonancias o tomografías computarizadas. La sonda traspasa primero la capa de neuronas que forman el córtex, luego se abre camino a través de la sustancia blanquecina, hasta que por fin alcanza su destino final. el cerebro medio, también denominado ‘mesoencéfalo’. Allí se encuentra el núcleo subtalámico, que reúne una colección de neuronas que alargan sus tentáculos hacia las muchas zonas motoras del cerebro.

Seguidamente, los médicos introducen un electrodo a través de la sonda y comprueban cómo reacciona su paciente. la fluidez con la que puede mover sus brazos, sus manos, sus dedos Colocar el electrodo una fracción de milímetro a la derecha o a la izquierda supone a menudo una gran diferencia. Pero los investigadores no cejan en su empeño y siguen probando sus métodos con la constancia proverbial de la profesión. Aplican electrodos de wolframio, silicio, platino o acero en distintas zonas del cerebro; y prueban con corrientes de distintas frecuencias y potencias para hacer que los pacientes anoréxicos coman o para exorcizar fobias y miedos compulsivos. Sin embargo, todas estas técnicas no son más que un anticipo de lo que está por venir.

Jugar con el cerebro como si fuera un mecano

De hecho, en un laboratorio del famoso Media Lab, del Instituto Tecnológico de Massachusetts (MIT), el futuro ya ha comenzado. Aquí trabaja Ed Boyden, unos de los más sorprendentes pioneros de la neurociencia. Cuando habla del cerebro, parece un niño comentando un juego con el que se pueden hacer un montón de cosas geniales. Por ejemplo, lo de los ratones ‘narcolépticos’. El científico puede conseguir que se duerman simplemente pulsando un botón, sin importar lo activos que estuvieran un segundo antes. Otro botón y se vuelven a despertar. Funciona todas las veces, al cien por cien , asegura Boyden.El truco está en un interruptor que el científico ha implantado en unas células nerviosas concretas.

Estas neuronas regulan el sueño de los ratones. Boyden puede activar el interruptor gracias a un cable de fibra de vidrio introducido a través del cráneo. Boyden explica que en el futuro se podrá reparar el cerebro igual que se hace con una radio o un automóvil. La confianza que muestra este científico es comprensible. A fin de cuentas ya sacudió una vez los cimientos de la neurociencia. Solo tenía 24 años cuando, en 2004, consiguió por primera vez introducir un interruptor en las neuronas. Acababa de nacer lo que más tarde se bautizó como ‘optogenética’.

Apenas una década después hay investigadores trabajando con métodos optogenéticos en más de mil laboratorios de todo el mundo. Y Boyden ya no solo pone a dormir a sus ratones cuando quiere, sino que también puede inducirles miedos o despertarles el apetito. Pero ahora lo que lo mueve es captar con mayor precisión las conversaciones que las neuronas mantienen entre sí. Para ello ha desarrollado un robot que puede conducir unas pipetas microscópicas por la maraña de dendritas y axones, que son algo así como brazos neuronales. Boyden quiere arrancarle al cerebro todos sus secretos. Ahora bien, la pregunta es. ¿todo esto será de alguna ayuda para las personas que más la necesitan? sarrollarán en algún momento tratamientos para las enfermedades mentales?

Los grandes trastornos siguen siendo un misterio

Por mucho fervor que hayan puesto los científicos en sus investigaciones sobre el cerebro, por muchos ratones que hayan sido sacrificados por la experimentación farmacéutica, los aportes a la rama clínica han sido por el momento bastante decepcionantes. Autismo, psicosis, trastornos por ansiedad todavía no se ha conseguido entender a fondo ninguno de los grandes trastornos psicológicos. Los científicos se han conformado con la idea de que las enfermedades mentales se deben a desequilibrios químicos en el cerebro. Sin embargo, esta hipótesis no se ha demostrado. Y es que hay otro obstáculo más. el valor diagnóstico de las pruebas con animales en el caso de la psiquiatría es mucho menos claro que en las restantes disciplinas médicas. A fin de cuentas, ¿qué es realmente un ratón esquizofrénico o autista?Robert Desimone, director del Instituto McGovern de Investigación Neurológica en el MIT, añade que la gente está harta de curar ratones.

Piensa que en la industria hay una gran necesidad de primates. Cuando de capacidades intelectuales se trata, estos animales son mucho más parecidos a los seres humanos que los roedores. Por eso, en el MIT criarán simios mutados en cuyos genes los científicos podrán introducir diferentes enfermedades psicológicas. Un proyecto similar desarrollado en China está incluso más avanzado en cuanto a su planificación.Los simios mutantes, asegura Desimone, son mucho más adecuados que los ratones para determinar la existencia de fallos de conexión en el cerebro. Y cuando los científicos consigan localizar estos problemas, podrán actuar directamente sobre los circuitos implicados.

La respuesta pueden tenerla los simios

Precisamente en este campo es donde deberían aplicarse las novedosas herramientas desarrolladas por la neuroingeniería. Un indicio de adónde podría llevar esta investigación lo encontramos en el laboratorio de Miguel Nicolelis en la Universidad de Duke en Durham (Carolina del Norte). El visitante que llega hasta aquí tiene que estar preparado para enfrentarse a cosas extrañas que no podrá ver en ningún otro lugar del mundo. simios que aprenden a ir en silla de ruedas sin mover un solo dedo, otros que se intercambian información a través de un cable que conecta sus cerebros Nicolelis parece ser un tipo bastante tranquilo, pero cuando habla sale a la luz el apasionado brasileño que lleva dentro. ¡Imagínese que pudiera descargarse de un banco de memoria los recuerdos y experiencias de sus antepasados! . Todo esto, cree Nicolelis, dejará algún día de ser ciencia ficción.

Todos los cerebros del mundo, conectados

Nicolelis ha fundado en la ciudad de Natal, al noroeste de Brasil, un ‘campus cerebral’ centrado en la neurotecnología y consiguió que el saque de honor del partido inaugural del Mundial lo hiciese una persona tetrapléjica dotada de una especie de prótesis de cuerpo entero. Su próximo gran proyecto es conectar los cerebros de varios individuos. Ya lo ha conseguido con ratas. Está convencido de que, algún día, los cerebros de todo el mundo estarán interconectados en una red dotada de consciencia. Y, al igual que ocurrió con Internet, que conquistó todo el planeta en poco tiempo, esa idea se expandirá en la sociedad como una supernova . Qué papel desempeñará el individuo en un neuromundo colectivo como este es algo que ni el propio Nicolelis puede responder. Es muy posible que para entonces los individuos ya no se parezcan mucho a lo que hoy denominamos ‘especie humana’ .

Posibilidades presentes y futuras de la neurociencia

Estos experimentos y realidades nos ofrecen un aperitivo de lo que nos traerá un futuro no tan lejano.

-Implantes de oído interno. Los implantes no son solo cosa del futuro. Los llamados ‘cocleares’ permiten la percepción por parte del cerebro de estímulos auditivos a través del nervio.

-Oreja cíborg. Con una impresora 3D y a partir de células reales, científicos de Princeton han creado una oreja con un equipamiento electrónico que permite oír los ultrasonidos.

-Interconexión cerebral. Investigadores han interconectado los cerebros de dos ratas en los Estados Unidos y Brasil. Los roedores pueden resolver problemas juntos y aprender el uno del otro mediante ese contacto intercerebral.

-Recuerdos falsos. Neurobiólogos del MIT implantaron en ratones recuerdos de cosas que nunca sucedieron. Con ayuda de unos impulsos de luz transmitidos a sus cerebros hicieron creer a los animales que habían recibido descargas eléctricas al entrar en una cámara concreta, aunque nunca había sido así. Los científicos están seguros de que es el primer paso para poder eliminar recuerdos traumáticos en seres humanos.

-Tejidos electrónicos. En Harvard, un grupo de investigadores ha creado tejidos dotados con nanocables y nanotransistores que permiten monitorizar de forma electrónica estos implantes. Los expertos creen, además, que algún día podrán fabricar piel artificial dotada de sentidos electrónicos.

-Cerebro conectado a un ordenador. Ya se han conectado electrodos al cerebro humano, como el de Jan Scheuermann, capaces de medir y registrar los estímulos que llegan al córtex y enviar órdenes a un robot o al cursor del ordenador.

-Estimulación del cerebro profundo. Unos electrodos introducidos en el interior del cerebro ya son capaces de mitigar ciertas enfermedades, como el párkinson.

-Crear minicerebros. En la Universidad de Viena, los científicos consiguieron cultivar a partir de células madre unos minicerebros del tamaño de lentejas que podrían permitir estudiar en placas el desarrollo cerebral.

-Nuevos sentidos. Científicos de Carolina del Norte han logrado que unas ratas perciban la luz infrarroja a través de los pelos de sus bigotes. Para ello, les acoplaron un casco con un sensor infrarrojo y enviaron señales a través de unos electrodos conectados a la región cerebral que se encarga del procesamiento de los estímulos táctiles que estos animales reciben a través de los bigotes.

El programa Apolo del cerebro

-La mente del profesor de harvard George Church está considerada una de las más brillantes en el campo de la genética. Ahora, su objetivo es estudiar con exactitud la actividad cerebral. Pero ¿cómo conseguirá rastrear los cientos de billones de conexiones que comunican entre sí todas estas neuronas? Church ha adoptado como regla no dar por imposible nada que no contradiga las leyes naturales . Su experiencia en el campo de la genética le ha enseñado cómo la miniaturización ha acelerado los descubrimientos y ha permitido logros que se tenían por impensables. Cree que, en el terreno de la neurociencia, también se producirá un avance semejante. Nanosondas y antenas moleculares especula permitirán mejorar considerablemente nuestra capacidad de medir la actividad neuronal.

-Él y cinco de sus colegas siguieron trabajando inmunes al desaliento, y en la pasada primavera el presidente de los Estados Unidos, Barack Obama, hizo suyo el proyecto. declaró que la llamada Iniciativa Cerebro se convertía a partir de ese momento en el siguiente gran proyecto americano . Su meta será cartografiar el conjunto de la red de conexiones neuronales. El presupuesto destinado por Obama es más bien modesto, de solo cien millones de dólares, pero eso no ha impedido que la comisión de expertos encargados de elaborar el proyecto lo compare con el programa Apolo.