Poco a poco se van descubriendo los misterios del cerebro

Esos reflejos revelaban la cantidad de oxígeno que había en la sangre

Publicada por: Redacción Sumarium el redaccionsumarium@gmail.com @sumariumcom

(Connecticut, Estados Unidos. AP)— Para el lego, el gráfico podía parecer la radiografía de un día agitado en Wall Street, con picos y valles trazados en líneas rojas, azules y verdes, pero no tiene nada que ver con las finanzas. En cambio, es el registro gráfico que permitía atisbar la actividad cerebral de Shaul Yahil y Shaw Bronner, dos investigadores en un laboratorio de Yale, mientras charlaban.

“Este es un tenedor”, observó Yahil, describiendo la imagen en su computadora. “Un tenedor es algo que se usa para tomar la comida. Un cubierto común y corriente”.

“No parece ningún cubierto de plata, pero resulta muy útil”, replicó Bronner y la investigadora describió lo que aparecía en su propia pantalla: “Esto parece un pequeño chimpancé”.

Las imágenes multicolores dentadas reflejaban lo que ocurría en los cerebros de ambos investigadores: dos cerebros en conversación, en una danza intrincada de actividad interna. La tecnología de rastreo cerebral es solo un paso en el esfuerzo científico ansioso por responder los interrogantes que plantea esa especie de repollo que tenemos dentro del cráneo.

Crédito: whitehouse.gov

¿Cómo funciona esta colección de casi 100.000 millones de células nerviosas intercomunicadas por medio de circuitos que quizás comprenden 100 billones de conexiones para permitirnos pensar, sentir, actuar y percibir nuestro entorno? ¿Cómo es que esta maquinaria compleja se perturba y causa depresión, delirio o demencia? ¿Y qué se puede hacer al respecto?

Esos interrogantes impulsaron al presidente Barack Obama a lanzar la iniciativa BRAIN (cerebro) en 2013. Su propósito es promover el desarrollo de nuevas herramientas para investigar el cerebro. Europa y Japón también desarrollan proyectos importantes para la investigación cerebral.

Los misterios de este órgano, que consume un 20% de la energía del organismo, son muchos y profundos, pero con una colección de artefactos avanzados, los científicos atisban en la actividad cerebral para tratar de descifrarlos.

En el laboratorio de Yale, Yahil y Bronner demuestran una técnica utilizada para investigar el modo en que nuestros cerebros interactúan con los de otras personas. Es una de las cuestiones más básicas de la neurociencia, como también las deficiencias del autismo y la esquizofrenia, dijo la directora del laboratorio Joy Hirsch.

Para el experimento, los dos investigadores se encasquetaron cascos blanquinegros con 64 cables cada uno que caían hacia atrás a modo de trenzas. En el extremo de la mitad de esos cables de fibra óptica, débiles rayos láser penetraban el cráneo hasta unos dos centímetros y medio (una pulgada) dentro del cerebro. Allí, rebotaban en la sangre y emitían reflejos recogidos por la otra mitad del cablerío.

Esos reflejos revelaban la cantidad de oxígeno que había en la sangre y cómo los circuitos del cerebro utilizan más oxígeno cuando están activos, la medida suministraba un indicio indirecto de las pautas de actividad cerebral mientras tenía lugar la conversación.

Resonancia cerebral. Crédito: medciencia.com

Por otra parte, la técnica de cartografía cerebral más utilizada es la resonancia magnética funcional, o fMRI. Básicamente, la fMRI hace lo mismo que el sistema de láser de Hirsch: aprovecha los niveles de oxígeno en la sangre para rastrear la actividad de las células cerebrales, pero penetra mucho más profundamente en el cerebro por medio de campos magnéticos poderosos. Esto le permite buscar señales magnéticas sutiles para rastrear los niveles de oxígeno en la sangre en una escala más diminuta: un bulto en los niveles de oxígeno indica actividad celular activa.

La tecnología de fMRI puede detectar cambios minúsculos en la actividad cerebral vinculados con funciones particulares y además puede revelar la actividad de un cerebro no enfocado en una tarea particular. En este estado de reposo el cerebro sigue resonando y los científicos estudian qué puede revelar esto sobre sus funciones y sus deficiencias.

Otro de los objetivos principales en la neurocartografía consiste en delinear el sistema de circuitos que permite operar al cerebro.

La comunicación se establece a lo largo de unos 240.000 kilómetros (150.000 millas) de fibras nerviosas en un cerebro promedio. Las fibras individuales son demasiado diminutas para detectarlas en los escáneres cerebrales, pero forman manojos que pueden detectarse al entrecruzarse en la porción central profunda del cerebro.

Conectoma del cerebro. Crédito: circuitoaleph.com

Esos manojos son uno de los objetivos de los investigadores que cartografían el “conectonoma” del cerebro, la red compleja de dichas conexiones entre áreas de la materia gris, donde se produce el pensamiento. Una de las metas de los investigadores consiste en comprender mejor qué áreas del tejido se encargan de cuáles tareas específicas en la corteza cerebral.

Algunas de las investigaciones sobre el cerebro van desde la mera intención informativa hasta objetivos que parecen sugeridos por la ficción científica, como la descodificación, o sea, la observación de las pautas de actividad cerebral para determinar qué es lo que alguien está mirando, o incluso pensando.

En 2011, por ejemplo, los investigadores reportaron que podían reconstruir réplicas visuales en bruto de pasajes cinematográficos que los sujetos observaban mientras se sometían al escaneo cerebral y dos años después, científicos japoneses dijeron que podían tener cierta idea general de lo que la gente soñaba en condiciones altamente controladas.

Dichas conclusiones son valiosas para comprender cómo está organizado el cerebro y a corto plazo, la tecnología de descodificación podría ayudar a las personas cuya incapacitación les impide mantener una conversación normal, dijo Jack Gallant, de la Universidad de California en Berkeley.

Si se pudieran desarrollar artefactos portátiles que atisbaran minuciosamente la actividad cerebral, se abrirían nuevas perspectivas a la descodificación cerebral y no solo para los científicos.

Gallant prevé un futuro en el que los compositores podrían componer solo por medio de la imaginación o “uno podría pensar en la pintura que quisiera pintar” para dejar que una computadora la concretase en realidad.

Escribir una carta, dice, “sería como dictarla, excepto que uno se la estaría dictando a sí mismo”.

Y en el futuro, ¿por qué limitarse al idioma propio? “Puedo pensar en inglés y mi pequeño casco cerebral leerá mis pensamientos, los enviará a Google y podrían regresar en japonés”, conjeturó Gallant. “Estarías hablando por medio de un pequeño altavoz en tu sombrero”.