¿Qué pasaría si el cerebro hiciera las veces de teléfono móvil, teclado y mando a distancia y se pudiera comunicar directamente con el ordenador? Y, puestos a ser ambiciosos, ¿qué tal si tus neuronas pudieran conectarse a internet?
Es la pregunta que lleva años haciéndose Adam Pantanowitz, ingeniero biomédico de la Universidad de Witwatersrand, en Johannesburgo (Sudáfrica). Su proyecto Brainternet consiste en recoger las señales eléctricas del encéfalo mediante un casco con electrodos de electroencefalograma (EEG) y transmitirlas a un Raspberry Pi, un ordenador muy básico de placa única. Este envía los datos a una aplicación que los traduce y los expone en tiempo real en una página de libre acceso en la Red.
El software empleado está dotado de inteligencia artificial (IA) con capacidad de aprender a distinguir a qué acción corresponde cada gráfico cerebral. Así, en la pantalla, no solo vemos las líneas de la actividad eléctrica encefálica, sino también información sobre qué movimiento están haciendo los participantes. “Si las ondas son de determinada manera, sabemos que está moviendo el brazo derecho, el izquierdo o la mano”, explica su creador.
El futuro de las comunicaciones
El invento, presentado en 2017, es, en sí mismo, bastante sencillo, pero abrió el debate sobre el futuro de las comunicaciones entre seres humanos y máquinas. “El próximo paso será la transferencia de información en ambas direcciones”, declara Pantanowitz en declaraciones. Es decir, poder también bajar datos desde internet a nuestra materia gris y convertir el cerebro humano en parte del internet de las cosas.
“Igual que los móviles o los aparatos de aire acondicionado tienen direcciones IP, una persona podría conectarse a la Red a través de señales biológicas”, asegura. Además, conocer en directo las señales eléctricas que emite tu mente “puede servir para entender tu estado mental y, así, dar te la oportunidad de modificarlo”, precisa.
Pero, sobre todo, este investigador ve claras sus aplicaciones en medicina. “Si eres epiléptico, puede ser muy útil para monitorizar en tiempo real la actividad cerebral.
Así, puedes hacer vida normal y, cuando el sistema te advierte de que estás cerca de sufrir una crisis, anticiparte y ponerte a salvo, por ejemplo, si vas conduciendo”. Lo mismo sucedería con las migrañas, que siguen patrones cerebrales concretos antes de aparecer. “Además, no haría falta llevar un aparatoso casco con electrodos y cables. Se podría hacer de modo inalámbrico, esto es, comprimirlo en una cinta para el pelo o, incluso, captar la señales desde un dispositivo en una patilla de las gafas”, precisa.
Red cerebral pasiva
Su propuesta, BrainConneCt, es lo que Pantanowitz define como una red cerebral pasiva. “Lo que hacemos es usar el encéfalo como un mero intermediario entre la información y el ordenador”, añade. Podríamos pensar en este sistema como una especie de código morse a través de señales luminosas:
Un ordenador emite destellos para transmitir un mensaje delante de los ojos de una persona que no hace nada, solo presta su cerebro a la operación. Su córtex visual, la zona del encéfalo que procesa la luz, registra los destellos parpadeantes. Estos datos son captados por un EEG y transmitidos a un segundo ordenador, que descifra el mensaje. BrainConnect puede desentrañar diecisiete símbolos a una velocidad de cuatro segundos por símbolo; y cuanto más relajado esté el sujeto, mayor es el potencial para suscitar una respuesta. Es una prueba de cómo nuestra materia gris puede funcionar como una interfaz, igual que lo haría una herramienta informática.
También, es una muestra de que pronto será algo normal conectar el cerebro a una máquina. “Ocurrirá antes de menos de diez años”, vaticina Pantanowitz. “Entonces es cuando realmente tendremos que preocuparnos, ya que nuestra privacidad más íntima, la mente, podría ser hackeada”. Brainternet es, como nos confía, una forma de poner la polémica sobre la mesa y de “anticiparnos a los riesgos del futuro que se avecina, para poder prevenirlos”.
Integración mente y ordenadores
También Eric Leuthardt, escritor de ficción futurista y neurocirujano de la Universidad Washington, en San Luis (EE. UU.), asegura que una verdadera integración entre mente y ordenadores es inevitable: “Al paso que vamos, no es inconcebible que, en apenas dos décadas, todo lo que contiene un móvil quepa en algo más pequeño que un grano de arroz que podría introducirse en la cabeza de forma mínimamente invasiva y sería capaz de actuar como una interfaz mente-máquina”, asegura.
Especializado en operar a personas con epilepsia que no responden a los fármacos, un día decidió aprovechar su oficio para algo más. Sus pacientes tienen que pasar días hospitalizados antes de la intervención, con unos electrodos implantados en la corteza cerebral para recoger información sobre los patrones neuronales que disparan sus crisis epilépticas; así, los cirujanos saben después dónde han de cortar para zanjar el problema.
¿Por qué no sacar partido de esa información para aprender cuál es el correlato cerebral de nuestras acciones y pensamientos? De ese modo, se le ocurrió encargar a los pacientes de terminadas tareas –moverse y hablar, incluso pensar que se movían o hablaban– y ver cómo estas quedaban retratadas en el EEG. Leuthardt continuaba así las investigaciones de Apostolos Georgopoulos, de la Universidad Johns Hopkins (EE. UU.), quien había localizado las neuronas específicas que se encienden de manera previa a determinados movimientos.
Manipular la mente
Precisamente, ese es el mayor reto al que se enfrentan quienes quieren manipular la mente: aún no conocemos cuál es el lenguaje del cerebro ni el código por el que se comunican las neuronas entre sí y con el resto del organismo para ejecutar acciones cotidianas. Pero todo llegará, aseguran los neurocientíficos. Y el código que emplea el córtex motor para mover brazos y piernas es el más estudiado –y descifrado– por el momento.
Los pacientes de Leuthardt fueron capaces de jugar a Space Invaders, un videojuego, en el que el usuario puede desplazar su nave a ambos lados– solo con la mente. Al pensar que se movían a la derecha, los electrodos implantados en su cabeza captaban la activación de ciertas neuronas de su corteza motora, enviaban la información a un ordenador y este seguía las instrucciones, traduciéndolas en el movimiento de la nave en el juego.
¿Imaginas lo útil que sería esta técnica para mover miembros prostéticos?
Es una aplicación que hoy está en fase de pruebas en humanos. Aunque también, conectados al internet de las cosas, podría servir para apagar la calefacción solo con mandar un mensaje mental al interruptor.
Este neurocirujano hizo otra prueba con doce de sus pacientes: les dio una hoja con 36 palabras que sonaban de forma similar –como bat, beat y bet– y les pidió que las pronunciaran en voz alta y, luego, que imaginaran que las decían. Tal y como explicó en 2014 en la revista PNAS, un programa de IA para reconocer los patrones de activación de las neuronas, diseñado por el ingeniero Gerwin Schalk, del Departamento de Salud del estado de Nueva York, analizó los datos enviados por el EEG durante la tarea y buscó pistas en el cerebro para diferenciar cada palabra imaginada de las demás.
Todo un logro, que daba sus primeros pasos en la capacidad de leer la mente desde un ordenador. Sin embargo, por el momento, este sistema solo da en el clavo el 45 % de las veces, según recoge un artículo de la publicación MIT Technology Review. Pero Leuthardt no se rinde. Para seguir investigando, Schalk y él han fundado la compañía NeuroLutions, que ya ha creado una interfaz cerebral no invasiva para quienes han perdido la movilidad de un lado de su cuerpo tras sufrir un ictus.
Señales neuronales
En la fase de pruebas en la Facultad de Medicina de la Universidad Washington, en San Luis, los pacientes aprendieron a usar su mente para abrir y cerrar un dispositivo ortopédico en sus manos paralizadas, tal y como recogían los autores en la revista Stroke. Lo lograron gracias a unos electrodos colocados sobre el cráneo que captan las señales neuronales que indican una intención de movimiento. Los datos son enviados a un programa que los traduce y envía instrucciones al artefacto ortopédico para hacer realidad ese desplazamiento.
En el futuro, tal vez también podrán recrearse sensaciones y visiones mentalmente, “aunque todavía carecemos de la capacidad de grabar y estimular las neuronas necesarias para replicar una imagen en la mente”, señala Leuthardt. Traducir el lenguaje con el que hablan las células nerviosas es el gran reto. Según Schalk, “se trata de poder escuchar y hablar al cerebro de manera que este no pueda distinguirlo de la forma en que se comunica internamente. Es algo que aún no podemos hacer, pero cuando suceda, nuestras vidas experimentarán un cambio sin precedentes”.
El negocio de los implantes cerebrales
Otros investigadores exploran este terreno como modelo de negocio. Hasta Mark Zuckerberg ha revelado que su compañía está trabajando en crear interfaces para que podamos introducir nuestros comentarios en Facebook o WhatsApp solo con pensar los. Por no hablar de los millonarios Bryan Johnson –con su compañía Kernel– o Elon Musk –con Neuralink–, ambas con el objetivo de diseñar neuroprótesis de IA que se fusionen con las neuronas.
“Es posibe que ya hayan logrado manipular un cerebro desde el ordenador. No lo sabemos, porque guardan sus proyectos bajo el máximo secreto”, comenta Pantanowitz. “Si para crear Brainternet solo necesitamos un puñado de dólares y ocho semanas de trabajo, ¿qué no podría hacerse con millones y más tiempo de investigación?”.
En su opinión, los implantes cerebrales son “una herramienta que, si se usa correctamente, puede sernos muy útil”. Algunos sueñan con aprovechar esta tecnología para trascender las limitaciones físicas y cognitivas del ser humano, y no solo cuando exista un problema médico. Aunque también cabe la posibilidad de que sean diseñados para favorecer a las grandes compañías que copan la economía mundial.
Siempre conectado
¿Cómo sería tener la mente conectada a internet en tiempo real y, a cada momento, verte asaltado por publicidad personalizada dentro de tu propia cabeza?.
Probablemente, una auténtica pesadilla, por no hablar del peligro de que tus pensamientos o recuerdos más íntimos resulten ser pirateados. O, peor aún, que tus acciones sean dirigidas o mediadas desde el exterior, enviando instrucciones directamente a tu cerebro. Para intentar evitarlo, Pantanowitz propone conectar nuestra mente con un tipo de red distinta de internet, “una red cuántica, que se modifica ante los intentos de hackeo y es más difícil de manipular”.
Pero antes habrá que solucionar algunos problemas técnicos. Por ejemplo, las neuroprótesis actuales –que se usan para paliar los síntomas del párkinson o monitorizar la epilepsia– consisten en abrir el cráneo para colocar electrodos en el cerebro. Se trata de un método rudimentario, según Charles Lieber, profesor de Química en la Universidad de Harvard, pues tiene el gran inconveniente de que el organismo puede reaccionar para defenderse del artefacto, un cuerpo extraño.
No es ciencia ficción
Lieber es uno de los científicos contratados por Musk para crear su Neuralink, que pretende solucionar este problema. Se trata de “un circuito electrónico capaz de comunicarse con las neuronas y, por sus propiedades mecánicas y su tamaño, ser recibido por el organismo igual que si se tratara de parte de la red neural del cerebro”, explica Lieber en una entrevista en Nautil.us.
El tejido del cerebro puede crecer a través del implante, fusionarse con él. “Cuando se inyecta con una jeringuilla en el encéfalo, es una estructura bidimensional y, una vez dentro, se desarrolla con forma de cilindro”, indica.
Entre otras cosas, este invento “podrá ofrecer información sobre lo que está pasando dentro de la cabeza a nivel biológico muy detallado. Con el escáner de imágenes por resonancia magnética (IRM) podemos ver que algo está pasando en determinada área, pero si quieres tratar una dolencia con precisión, necesitas un punto de vista más celular. Es el poder que tienen los implantes como instrumentos de medida de señales eléctricas”, apunta. Y no es ciencia ficción.
“Ya podemos inyectar los circuitos electrónicos a través de una aguja en el encéfalo, conectar con ellos desde fuera y monitorizar la actividad cerebral”, asegura. Pantanowitz, por su parte, sigue empeñado en alertar a la sociedad de lo que está por llegar. Así, ya ha ideado un experimento en el que es posible manipular el movimiento de los brazos de un individuo a través de impulsos eléctricos enviados al cerebro y orquestados desde un ordenador. Para demostrarlo, él mismo se ha propuesto ser esa marioneta humana.
Laura G. de Rivera/Muy Interesante