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Neurociencia

Mucho más allá de los cyborgs

La comunicación entre cerebros y máquinas acerca las prótesis robóticas a la realidad

“Soñar pequeño y soñar a lo grande toman el mismo tiempo”, decía la abuela de Miguel Nicolelis, actualmente neurocientífico radicado en la Universidad de Duke, Estados Unidos. Él sigue la enseñanza al pie de la letra y sueña a lo grande. Entre otras cosas, en años recientes enseñó a unos monos a reaccionar a señales que reciben desde una computadora directamente en el cerebro y a controlar un brazo mecánico sin mover un dedo. Es el camino para devolver la movilidad a personas que sofrieron una lesión en la médula espinal.

Las perspectivas que surgen de la interacción entre cerebros y robots muestran por qué la neurociencia es una de las áreas de investigación más hirvientes del momento. Es por eso que Nicolelis fue invitado a presentar sus resultados en el prestigioso Foro Nobel del Instituto Karolinska, en Suecia, sede del Premio Nobel. En su conferencia, el brasileño recapituló los avances de la neurociencia en los últimos 20 años y mostró como él empuja las fronteras de la ciencia.

Un experimento programado para el final de noviembre pretende literalmente derrumbar fronteras. Los mismos impulsos cerebrales que comandan las piernas de un mono andando en Duke recorrerán una conexión de internet ultrarrápida hasta el Laboratorio de Robótica ATR en Kyoto, en Japón, donde guiarán los pasos de un robot. Éste, a su vez, enviará informaciones de recorrido de vuelta para el mono.

“Es un ciclo cerrado”, resume Nicolelis, que tiene en mente una aplicación mucho menos remota: una estructura de metal que vestiría el paciente con discapacidad y sería controlada por su propio cerebro. El retorno de informaciones desde la prótesis robótica al cerebro recreará una situación natural, en que el caminante ajusta su movimiento de acuerdo con desniveles que siente en el suelo.

El experimento aún está por tener lugar, pero las pruebas preparatorias dejan a su mentor confiado. Parte de la preparación consistió en entrenar a los monos para reaccionar a un mensaje artificial generado por la computadora, bien diferente de los impulsos naturales del cerebro. Las computadoras, a su vez, necesitan ser programadas para traducir la actividad cerebral en comandos que controlen brazos o piernas mecánicas.

En 1989 Nicolelis llegó a Estados Unidos, donde desarrolló una técnica para monitorear la actividad de hasta 500 neuronas de una vez. “Así conseguimos demostrar de manera categórica que el cerebro funciona por la acción de poblaciones de neuronas, no células aisladas”, cuenta. Esa visión integrada del sistema nervioso provocó un salto conceptual en el área y difundió la técnica por el mundo todo.

El investigador pasó entonces a aplicar la técnica en ratones, monos, después monos mayores y finalmente en pacientes con mal de Parkinson. Además de enseñar el cerebro a comunicarse con una computadora, sus experimentos han ayudado a entender – y sortear – los daños que la enfermedad causa en el cerebro. En ratones transgénicos con síntomas semejantes al mal de Parkinson en humanos, varias células de la corteza motor cerebral envían impulsos al mismo tiempo, en lugar de alternadamente. El resultado es que los ratones tiemblan y no consiguen andar. Nicolelis descubrió que es posible estimular regiones del sistema nervioso periférico y desincronizar los impulsos nervosos, que dejan de ser simultáneos. “El animal comienza a temblar menos y vuelve a conseguir andar”, cuenta. El artículo con esos resultados será enviado para su publicación dentro dos meses, pero el autor ya adelanta que deberá ser posible usar el método en gran parte de los pacientes humanos.

Otra buena noticia es que el trabajo de Nicolelis en Estados Unidos resulta en transferencia de tecnología para Brasil. En 2008 el Hospital Sirio-Libanés, en São Paulo, comenzará a usar un método que permite monitorear la actividad de las neuronas durante cirugías en pacientes con Parkinson. El dispositivo permite detectar las neuronas con funcionamiento anormal e implantar micro-electrodos para corregir el problema. Asimismo, la tecnología que permite grandes avances en Duke está llegando al Instituto Internacional de Neurociencias de Natal Edmond y Lily Safra, en Río Grande do Norte, que Nicolelis fundó y preside.

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