Hacia el control de cerebros ajenos mediante una interfaz cerebral

Las interfaces cerebrales son una de las herramientas utilizadas para entender el funcionamiento del cerebro. Además de contribuir al conocimiento sobre este órgano, permiten también realizar experimentos enfocados a controlar máquinas con el pensamiento. Por el momento sólo se ha logrado un control rudimentario, si bien constituye un medio útil para facilitar la comunicación de personas que están paralizadas, sin poder mover las manos y apenas los ojos. Existen incluso interfaces de deletreo, que permiten formar palabras pensando en cada letra.

El proceso, que consiste en enviar a través del cerebro comandos a una máquina –para que ésta lleve a cabo una acción–, se ha investigado a fondo, a pesar de que la precisión no es comparable a la de otro tipo de interfaces, como un ratón, un teclado o una pantalla táctil. Lo que no resulta tan habitual es conectar dos cerebros entre sí, mediando entre ellos un ordenador. Este mismo año hemos conocido dos experimentos en los que las pruebas han dado un resultado sorprendente.

Un equipo de la Universidad de Washington colocó a dos de sus investigadores sendas interfaces cerebrales, que comunicaban con ordenadores conectados entre sí a través de internet. El objetivo del experimento era lograr que, a través de esta comunicación, uno de los sujetos pudiera transmitir al otro una orden que su sistema nervioso se viera obligado a cumplir automáticamente.

¿Cómo? Jugando. Se sirvieron de un juego cuya finalidad consiste en disparar en el momento adecuado.

El profesor Rajesh Rao, que asumía el papel de enviar los comandos a su colega Andrea Stocco, tiene ante sí una pantalla con la evolución del juego. Su actividad neuronal se registra mediante electroencefalografía y la señal eléctrica se pasa a un ordenador para que sea procesada e interpretada.

La información viaja después la través de internet hasta la máquina a la que está conectada la interfaz de Stocco. En ella se codifica de nuevo la información y al cerebro receptor se le aplica estimulación magnética transcraneal (TMS), de tal manera que el sistema nervioso asume como propio el estímulo y el profesor Stocco presiona una tecla para disparar en el juego. Lo hace como si sufriera un tic o se tratara de un espasmo.

La segunda de las investigaciones llamativas parte de la Universidad de Harvard, donde un equipo de científicos conectó, mediante sendas interfaces cerebrales y los correspondientes ordenadores, a una persona con una rata. El objetivo era similar al del experimento anterior: producir un movimiento espasmódico en el animal. La principal diferencia está en el sistema utilizado para estimular el cerebro receptor. En este caso se usó ultrasonido focalizado (FUS) para mover la cola de la rata.

La persona también tenía frente a sí una pantalla que le daba información de forma visual. A partir de esto, su cerebro se concentraba en el pensamiento correspondiente y, como resultado de la transmisión de información, el sistema nervioso de la rata movía la cola.

A falta de profundizar más en ambos experimentos, las conclusiones extraídas revelan que es posible enviar comandos entre dos cerebros de seres vivos diferentes.

Los rudimentos de una interfaz cerebral

Las interfaces cerebrales en forma de casco ofrecen un registro no invasivo de la actividad neuronal, pero para transmitir comandos a una máquina es necesario contar con información sobre el éxito de la tarea. “Enviamos un estímulo en función de la propia actividad que registramos, para que la persona tenga una percepción de qué actividad cerebral está generando en relación al objetivo que tiene esa interfaz”, explica el especialista en neurociencia computacional Pablo Varona, profesor de Ciencias de la Computación e Inteligencia Artificial en la EPS de la UAM.

Por este motivo, en los experimentos anteriores, los cerebros emisores de los comandos estaban frente a una pantalla que les orientaba para conocer sus logros. “Hay mucha diferencia entre la percepción que tiene una persona de la actividad cerebral que está generando y lo que en realidad se está registrando en los electrodos”, destaca Varona. La interfaz sólo registra parte de la información que está produciendo una persona y además llega con mucho ruido, por lo que es difícil de analizar.

Cuando una persona se coloca un casco de electroencefalografía, éste registra las ondas cerebrales y en ellas los sistemas de procesamiento tienen que detectar algún evento que coincida con el comando deseado. Una vez identificada esta información, se transmite a la máquina en su propio lenguaje –el proceso puede ser de señal nerviosa a impulso eléctrico y, de ahí, a señal digital– para efectuar la orden.

En los experimentos con interfaces cerebro a cerebro, Varona ve los mismos fundamentos. “No es muy diferente de registrar un evento y hacer algo con ese evento. Ese evento puede ser controlar el ordenador o enviar una señal a otra persona para que esa persona perciba lo que quieres hacer”. La dificultad está en afinar en este tipo de pruebas, pues la señal de las ondas cerebrales es muy compleja.

“Tú puedes decir, 'mira, estoy pensando que voy a mover el cursor a la derecha'. Detectar esa intención entre toda la actividad cerebral que tienes en un momento dado es difícil, aunque estés muy concentrado. Además de las neuronas que están activas cuando piensas ‘voy a mover el cursor a la derecha’, también están activas todas las que reaccionan a la luz de la habitación, a los sonidos que haya o a tu propio estado interno, con todas las preocupaciones que puedas tener”, indica el especialista en neurociencia computacional.

El objetivo es sacar un evento de entre todas las oscilaciones, las correlaciones y el ruido que contiene una señal nerviosa. Pero la comunicación nunca puede ser directa entre cerebros, siempre será necesario un procesamiento –a base de ordenador– entre ambos sistemas.

“Los cerebros de cada persona son distintos y las señales que producen, aunque tienen cosas en común, son muy distintas y siempre tienes que hacer una transformación”, señala Varona. Eso sí, mediando un procesamiento, no importa si los cerebros conectados son humanos, de ratas o de cualquier otra criatura. “Básicamente todas las neuronas producen actividad eléctrica que se puede registrar –puntualiza Varona– y eso es así en cualquier animal”.

Imagen: Sybren A. Stüvel