Las neuronas se hablan con impulsos eléctricos, pero aún no se sabe qué se dicen.
Cuando se le pidió que explicara en cinco palabras cómo trabaja el cerebro, el científico cognitivo Steven Pinker no lo dudó. "Las células cerebrales siguen patrones", respondió. Es un buen esfuerzo, pero reemplaza un enigma con otro misterio.
Hace mucho tiempo que se sabe que las células del cerebro se comunican enviando señales eléctricas unas a otras, y ahora hay muchas tecnologías para grabar sus patrones de actividad: desde electrodos hasta escáneres de resonancias magnéticas funcionales que pueden detectar cambios en la oxigenación de la sangre.
Pero aunque se puede recopilar esta información, el significado de estos patrones sigue siendo un misterio. Parecen bailar al ritmo de una música que no podemos oír, dirigidas por normas que no conocemos.
Los neurólogos hablan del código neural y han hecho algunos progresos para descifrarlo. Comienzan a entender algunas reglas básicas, como cuándo se activan las células en partes específicas del cerebro según la tarea que se esté realizando.
El avance ha sido lento, pero en la última década varios equipos de investigación alrededor del mundo han estado persiguiendo un proyecto mucho más ambicioso.
Quizá nunca podremos ver el diccionario completo de ese código, admiten, pero podemos empezar a vislumbrar las maneras en que los diferentes patrones se corresponden con las diferentes acciones.
La rata en su laberinto
Albert Lee y Matthew Wilson, en el Instituto de Tecnología de Massachusetts (MIT), ayudaron a establecer los principios de esta traducción en 2002. Esta es su receta: primero observaron el cerebro de una rata –uno de nuestros parientes más cercanos en el gran árbol de la vida– mientras recorría un laberinto.
Estudiar todo el cerebro puede ser demasiado ambicioso, así que centraron las observaciones en el hipocampo, una zona conocida por la importancia que tiene en la orientación y la memoria.
Si ya has oído hablar de esta parte es posiblemente por un estudio famoso que demostró que los taxistas de Londres desarrollaban un hipocampo mayor cuanto más tiempo pasaran recorriendo las calles de la extensa capital de Reino Unido.
Mientras la rata recorría el laberinto, registraron punto por punto su ubicación en el camino y simultáneamente observaron cómo se encendían las células en el hipocampo.
Luego, pasaron los patrones de las células a un algoritmo matemático que encuentra el patrón que mejor se corresponde con cada parte del laberinto. El lenguaje de las células es complejo, pero ahora tienen la Piedra Rosetta y pueden descodificarlo.
Después comprobaron el algoritmo con los patrones recién grabados para ver si predecía correctamente el lugar en el que estaba la rata en el momento en que el patrón fue registrado.
Esto no permite descifrar completamente el código porque todavía no conocemos todas las reglas, y no nos puede ayudar a leer los patrones que no pertenecen a esta parte del cerebro o que no tratan sobre recorrer laberintos, pero aun así es una poderosa herramienta.
Sueños veloces
Por ejemplo, usando esta técnica, el equipo pudo ver que cuando la rata se durmió después del laberinto su cerebro repetía la secuencia específica de conexión de las células (que no estaba presente en el sueño del que disfrutó antes de recorrer el laberinto).
Sorprendentemente, la secuencia se repetía unas 20 veces más rápido durante el sueño. Esto significa que la rata podía recorrer el laberinto en sueños en una fracción del tiempo que le llevó en la vida real.
Esto podría estar relacionado con la función mnemotécnica del sueño; repetir la memoria, podría haberle ayudado a la rata a consolidar su aprendizaje.
Y el hecho de que la repetición fuera acelerada podría darnos una idea de la actividad que se esconde detrás de la perspectiva repentina o experiencias en las que nuestra vida "aparece velozmente ante nuestros ojos"; cuando no se reprimen, nuestros pensamientos pueden realmente volver a trazar caminos familiares en "flash-forward".
Se han realizado más trabajos que han demostrado que estos patrones de laberinto pueden llevarnos hacia atrás y hacia delante - sugiriendo que las ratas pueden imaginar un objetivo, como el final de un laberinto, y trabajar su camino a la inversa hasta el punto en el que se encuentran.
Responder con la imaginación
Técnicas como estas, que implican sistemas de medidas altamente especializadas y algoritmos muy complicados, pueden descodificar la actividad cerebral de pacientes que están paralizados o en estado vegetativo.
Estos pacientes no pueden mover ninguno de sus músculos, pero aun así pueden ser capaces de oír a la gente hablarles en la misma habitación. En primer lugar, los doctores les piden a los pacientes que imaginen actividades que se sabe que activan regiones específicas del cerebro – como el hipocampo.
A continuación se descodifican los datos para saber qué actividad cerebral corresponde a ciertas ideas. Durante los futuros escáneres cerebrales los pacientes pueden volver a imaginarse jugando al tenis para responder sí y caminar alrededor de su casa para responder no – esa es la primera forma de comunicación.
Hay otras aplicaciones para mostrar el trabajo interno de nuestra mente, tanto de la ciencia teórica como de dominios prácticos, como las interfaces cerebro-ordenador.
Si en el futuro un parapléjico quiere controlar un brazo mecánico, o incluso a otra persona a través de una interfaz cerebral, se basará en las mismas técnicas para descodificar la información y traducirla en acción.
Ahora que los principios han sido observados, el potencial puede ser asombroso.
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