La esperanza de Supermán

La esperanza de Supermán El doctor Miguel A. Nicolelis junto al exoesqueleto que permite a personas con parálisis caminar de nuevo. Imagen superior: Empresa Brasil de Comunicação S/A – EBC

Se ha dicho que, si el siglo XX fue el de la genética, el XXI será el siglo de las neurociencias. Las técnicas que nos permiten estudiar cada vez con más detalle el cerebro –considerado por algunos como la estructura más compleja de todo el universo– y su función están logrando cosas que ni los escritores de ciencia ficción hubieran imaginado hace 30 años.

El electroencefalograma, inventado en 1929, que detecta y grafica las corrientes eléctricas generadas por este órgano, fue uno de los primeros pasos. Pero hoy contamos con herramientas mucho más potentes. El premio Nobel de física otorgado en 2003 por el desarrollo de la tecnología de obtención de imágenes por resonancia magnética –ya comentado aquí– fue el ejemplo más sonado, pero hay otras técnicas como la tomografía computarizada, que también nos permiten observar en tiempo real y en vivo qué áreas del cerebro se activan durante determinadas actividades.

Un campo interesantísimo en el que se están logrando avances espectaculares es el estudio de la mente misma. Pero hoy hablemos de otra área que promete grandes sorpresas: la coordinación entre el cerebro y el cuerpo, con sus obvias implicaciones médicas.

El 13 de octubre de 2003 se publicó en la revista científica PLoS Biology un artículo de investigación en el que Miguel A. Nicolelis y sus colaboradores, de la Universidad de Duke, en Carolina del Norte, EUA, reportaron haber logrado que unos macacos controlaran un brazo mecánico solamente con sus pensamientos.

El tema es importante por la gran cantidad de gente parcial o totalmente paralizada (parapléjicos o cuadrapléjicos) que se beneficiaría con la posibilidad de recobrar el movimiento de sus miembros. Christopher Reeve (1952–2004), el famoso actor que encarnara a Supermán en las películas de los ochenta, y que quedó paralizado desde el cuello al caer de un caballo, fue uno de los personajes que más lucharon para impulsar investigaciones que permitieran ayudar a quienes se hallan en su situación. Muchas de estas investigaciones se han enfocado a tratar de reparar las fibras nerviosas dañadas para así “reconectar” al cerebro con el cuerpo. Pero esto ha resultado más complicado de lo que se esperaba, y por eso se han comenzado a explorar otras vías.

Una de ellas son las llamadas “interfaces cerebro–máquina”, que conectan al cerebro con una computadora para que a su vez ésta procese los impulsos cerebrales y los use para controlar un aparato robótico. Por esta vía, se pueden desarrollar “neuroprótesis” que permitirán a los enfermos controlar todo tipo de dispositivos como brazos y piernas mecánicos, sillas de ruedas e incluso aparatos domésticos y computadoras.

Quizá recuerde usted haber leído en este espacio el desarrollo de un casquete que permitía a personas paralizadas controlar en forma sencilla una silla de ruedas. Pero el desarrollo del Nicolelis va mucho más allá. Él y su grupo implantaron unos pequeños electrodos en varias zonas del cerebro que se sabe que se utilizan para controlar el movimiento de los brazos, de manera que detectaran las pequeñas corrientes eléctricas que se generan cuando las neuronas de esas zonas “disparan”.

La información proporcionada por los electrodos pasó a una computadora en la que era procesada por varios programas para generar una señal capaz de controlar un brazo mecánico en forma precisa. (La computadora es necesaria porque las simples señales eléctricas del cerebro no pueden controlar directamente el brazo.)

El sistema era muy ingenioso: el macaco con los electrodos utilizaba un control en forma de palanca, similar a los de los videojuegos, para controlar el brazo mecánico, el cual observaba a través de una pantalla de computadora. En una primera etapa, el mono controlaba efectivamente el brazo al mover la palanca, mientras simultáneamente la computadora detectaba y “aprendía” qué señales estaba generando el cerebro del mono.

Posteriormente, la palanca se desactivaba y era la computadora, alimentada por los datos cerebrales, la que controlaba el brazo mecánico para que se aproximara a objetos y los tomara. Los datos cerebrales se usaban para calcular varios parámetros motores (posición de la mano, velocidad, fuerza de agarre) que luego eran transmitidos al brazo. El momento sorprendente era cuando los macacos se daban cuenta de que no necesitaban mover su propio brazo para controlar el brazo mecánico. Dice Nicolelis: “estábamos observando a la mona tarde una noche, cuando de pronto soltó la palanca y comenzó a jugar el juego... se dio cuenta de que no necesitaba mover la palanca. Fue casi como si nos estuviera diciendo ‘créanme, puedo hacerlo’... la mona estaba muy contenta, estaba entusiasmada de poder hacerlo”.

La habilidad de los macacos para manejar “mentalmente” el aparato fue mejorando con la práctica, lo cual quería decir que quizá su cerebro iba incorporando en sus propios modelos neurales una representación del brazo mecánico.

Imagen superior: En enero de 2008, el equipo de Nicolelis implantó un BCI (brain–computer interface / interfaz cerebro computadora) en un macaco que fue capaz de controlar a distancia un robot, logrando que éste caminase. Este nuevo logro confirmó posibilidad de obtener novedosos mecanismos prostéticos para las víctimas de parálisis. Durante la ceremonia de Mundial de Fútbol, el 12 de junio, en el estadio Arena de Sao Paulo, Nicolelis realizó la primera demostración de un exoesqueleto controlado por la mente. Imagen © Laboratory of Dr. Miguel Nicolelis, Duke University MedicalCenter, 2015.

Copyright © Martín Bonfil Olivera. Publicado en Milenio Diario. Reservados todos los derechos.

Martín Bonfil Olivera

Martín Bonfil Olivera, mexicano, es químico farmacéutico biólogo y estudió la maestría en enseñanza e historia de la biología de la Facultad de Ciencias, ambas en la UNAM.

Desde 1990 se ha dedicado a la divulgación de la ciencia por escrito. Colaboró en los proyectos del museo de ciencias Universum y el Museo de la Luz, de la UNAM. Es autor de varios libros de divulgación científica y hasta 2008 fue editor de libros y del boletín El muégano divulgador.

Ha sido  profesor de la Facultad de Ciencias de la UNAM y la Escuela de Periodismo Carlos Septién García. Ha colaborado regularmente en varias revistas (Milenio, Cambio, Los universitarios) y periódicos (La Jornada, Crónica, Reforma). Actualmente escribe la columna semanal “La ciencia por gusto”, que aparece los miércoles en Milenio Diario (puede consultarse en el blog La Ciencia por Gusto), además de escribir mensualmente la columna “Ojo de mosca” para la revista ¿Cómo ves?

Ha colaborado también en el canal ForoTV y en los programas de radio Imagen en la Ciencia e Imagen Informativa, de Grupo Imagen, Hoy por hoy, de W Radio, y actualmente Ecléctico, en la estación de radio por internet Código Radio, del gobierno del DF, con cápsulas de ciencia.

En 2004 publicó el libro La ciencia por gusto, una invitación a la cultura científica (Paidós). Desde 2013 es miembro del comité editorial de la revista de divulgación científica Hypatia, del Consejo de Ciencia y Tecnología del Estado de Morelos (CCyTEM).

En 2005 recibió la Distinción Universidad Nacional para Jóvenes Académicos en el área de Creación Artística y Extensión de la Cultura.

Ha impartido numerosos cursos de divulgación escrita en casi todos los Estados de la República Mexicana.

Sitio Web: sites.google.com/site/mbonfil/

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