Francis en ¡Eureka!: Interfaces cerebro a cerebro vía internet entre dos ratas de laboratorio

Miguel Nicolelis nos cuenta su trabajo en primera persona (12 minutos en inglés); delante de su libro “Beyond Boundaries.”

El audio de mi sección ¡Eureka! en La Rosa de los Vientos, Onda Cero, lo puedes escuchar siguiendo este enlace, o también aquí. Como siempre, una transcripción libre para abrir boca.

Investigadores de la Universidad de Duke en EEUU lograron en 2003 que un mono (un macaco rhesus) moviera un brazo robot utilizando sólo su pensamiento, como si fuera un tercer brazo. Esta semana ha sido noticia que han logrado establecer una conexión, vía internet, entre los cerebros de dos ratas de laboratorio, una en Brasil y otra en EEUU. ¿Cómo se ha realizado el experimento? Miguel Nicolelis, de la Universidad de Duke en Durham, Carolina del Norte, EEUU, es un especialista en interfaces cerebro-máquina, es decir, en el uso dispositivos que leen la actividad de la corteza cerebral y la transmiten a un ordenador para que realice ciertas tareas, como controlar un brazo robot. Esta semana el grupo de Nicolelis ha utilizado una tecnología llamada microestimulación intracortical para lograr una interfaz cerebro a cerebro, transmitiendo en tiempo real información sensoriomotriz del cerebro de una rata en Brasil a otra rata en EEUU. En concreto, entre el Instituto Internacional de Neurociencias Edmond y Lily Safra, en Natal, Brasil, y el Laboratorio de Nicolelis en la Universidad de Duke, en Carolina del Norte. Se han realizado dos experimentos diferentes en los que se ha implantado una matriz de 32 microelectrodos (cada uno de con un grosor menor que una centésima parte del grosor de un cabello humano) en dos regiones de la corteza del cerebro de las ratas.

El artículo técnico es Miguel Pais-Vieira, Mikhail Lebedev, Carolina Kunicki, Jing Wang, Miguel A. L. Nicolelis, “A Brain-to-Brain Interface for Real-Time Sharing of Sensorimotor Information,” Scientific Reports 3: 1319, 28 Feb 2013.

En qué consiste el primer experimento. En este experimento se ha implantado la matriz de 32 microelectrodos en la corteza motora primaria de las ratas, el área del cerebro que procesa el movimiento. Se registró la actividad neuronal de una rata en Brasil mientras realizaba una tarea de aprendizaje con refuerzo: la llamada rata “codificadora” tenía que elegir qué palanca apretar en función del encendido de una luz justo encima de cada palanca; si acertaba la palanca correcta, era recompensada con comida. El patrón de actividad neuronal al apretar las palancas izquierda y derecha es diferente, e independiente de si la acción es la correcta (y la rata recibe recompensa) o no lo es. En EEUU se colocó otra rata con otra matriz de microelectrodos implantada en la misma región de la corteza cerebral, pero que estimulaba dichas neuronas en lugar de leer su actividad. La rata “descodificadora” en EEUU fue entrenada para aceptar la estimulación como algo normal. La información del córtex cerebral de la rata “codificadora” en Brasil se transmitió vía internet a la rata “descodificadora” de EEUU, que lo recibió dos décimas de segundo más tarde. Las ratas de EEUU sin ver la señal luminosa indicativa, presionaron la palanca correcta entre un 64 por ciento de las veces (las ratas en Brasil alcanzaron un acierto del 95 por ciento).

Dibujo20130302 Experimental apparatus scheme of a BTBI for transferring cortical motor signals

Es de suponer que si la rata “codificadora” en Brasil sabía de alguna forma que la rata “descodificadora” en EEUU había acertado la comunicación entre ellas sería más eficiente. De hecho, el grupo de Nicolelis así lo ha demostrado. Para favorecer la comunicación “telepática” se realizó el experimento premiando a ambas ratas sólo si la comunicación había sido efectiva y ambas habían apretado la palanca correcta. Este refuerzo mejoró mucho la tasa de éxito en la comunicación. Según el artículo de Nicolelis es como si la actividad de la rata “codificadora” se hiciera más precisa. Aunque el animal no sabía que existía la otra rata, parece que el refuerzo hizo que mejorara su atención en la tarea y que mejorara la comunicación en las siguientes pruebas.

Dibujo20130302 results for both experiments of rat communication via web

También se realizó un segundo experimento. El segundo experimento es similar pero se colocó el implante en la corteza somatosensorial primaria, el área que procesa la sensación táctil. Se entrenó a las ratas para explorar con sus bigotes un agujero e indicar si es estrecho o ancho, girando su cuerpo hacia la izquierda o hacia la derecha. Las ratas “decodificadoras” en EEUU fueron capaces de indicar más de un 60 por ciento de las veces el ancho de un hueco que sólo las ratas “codificadoras” en Brasil pudieron explorar con sus bigotes.

Los experimentos se han realizado en ratas de laboratorio, ¿tienen pensado los investigadores utilizar monos? De hecho, el equipo investigador de Nicolelis trabaja de forma habitual con monos (macacos rhesus) y también ha realizado estos experimentos con monos (aunque sólo en EEUU). Los resultados con monos aún no han sido publicados, pero Nicolelis ha afirmado que incluso sin necesidad de premiar a los animales con alimento (sólo por puro divertimento) se logra la comunicación cerebro a cerebro. El gran problema de estos experimentos en la actualidad es que los neurocientíficos no entienden en detalle cuáles son los procesos neuronales implicados. Los microelectrodos no leen la actividad de neuronas individuales sino de un área relativamente grandes de la corteza del cerebro, luego la comunicación implica la actividad coordinada de muchas de neuronas. Lo que se envía por internet es una señal promedio.

La gran pregunta son las aplicaciones de esta tecnología. ¿Para qué sirve esta tecnología de comunicación cerebro a cerebro? La fuente principal de financiación del grupo de Nicolelis es el proyecto DARPA (Agencia de Investigación de Proyectos Avanzados de Defensa) por lo que las primeras aplicaciones que verán la luz tienen un corte militar. Una posibilidad es utilizar animales como soldados controlados por las señales cerebrales de un operador humano; se podría controlar insectos o pequeños mamíferos genéticamente modificados que se podrían utilizar en labores de vigilancia, espionaje, o incluso en misiones cuyo objetivo es cometer un asesinato selectivo. También se está trabajando en la colaboración entre varios cerebros en red para la resolución de tareas complicadas. Ya se están probando implantes en monos con el objetivo de que trabajen juntos y se comuniquen mediante interfaces cerebro a cerebro con objeto de completar un tarea común. En estos experimentos cada mono tiene acceso a parte de la información necesaria para tomar la decisión correcta y sólo la colaboración entre todos permite resolver la tarea con éxito.

Todo esto recuerda a las películas de ciencia ficción, como Matrix o Star Trek. ¿Será algún posible la telepatía artificial o sintética? La telepatía entendida como la comunicación o transferencia de pensamientos entre dos personas a través de la mente sin contacto físico alguno es científicamente imposible. Las leyes físico-químicas que describen cómo funciona el cerebro no lo permiten. Sin embargo, hoy en día es posible leer la actividad del cerebro y transmitarla a otra persona, como se ha visto en muchos películas de ciencia ficción. Muchos recordarán el proceso de fusión mental entre los vulcanos de Star Trek, una habilidad telepática que les permite unir su mente a la de otra persona poniendo su mano sobre el rostro de la otra persona. No es una habilidad telepática o de lectura de la mente a distancia, pues requiere contacto físico, además de un gran esfuerzo de concentración mental. Otros recordarán que en la película de ciencia ficción “Matrix,” dirigida en 1999 por los hermanos Wachowski, se muestra cómo algunos personajes aprenden tareas motoras complicadas, como pilotar un helicóptero, mediante un cable conectado a la corteza del cerebro. Quizás en un futuro se puedan inducir en humanos los patrones de actividad neuronal asociados al aprendizaje de ciertas tareas motoras. Aún así, hoy en día, se trata sólo de una utopía.

Lo dicho, puedes escuchar el audio siguiendo este enlace.

13 pensamientos en “Francis en ¡Eureka!: Interfaces cerebro a cerebro vía internet entre dos ratas de laboratorio

  1. “La fuente principal de financiación del grupo de Nicolelis es el proyecto DARPA (Agencia de Investigación de Proyectos Avanzados de Defensa) por lo que las primeras aplicaciones que verán la luz tienen un corte militar. Una posibilidad es utilizar animales como soldados controlados por las señales cerebrales de un operador humano; se podría controlar insectos o pequeños mamíferos genéticamente modificados que se podrían utilizar en labores de vigilancia, espionaje, o incluso en misiones cuyo objetivo es cometer un asesinato selectivo”.

    Hum…, la ciencia al servicio del militarismo, mal asunto.

    “La telepatía entendida como la comunicación o transferencia de pensamientos entre dos personas a través de la mente sin contacto físico alguno es científicamente imposible. Las leyes físico-químicas que describen cómo funciona el cerebro no lo permiten”.

    Bueno, no hay que introducir sesgos semánticos. No es lo mismo que el cerebro, una vez entrenado, desarrolle la telepatía, y que la ciencia decrete que tal cosa es imposible. Las leyes físico-químicas ni lo permiten ni lo dejan de permitir, este asunto no depende de la ciencia sino del cerebro. Para saber si el cerebro puede desarrollar la telepatía hay que investigarlo, es lo menos que se le pide a un científico: curiosidad y creatividad.

  2. Me quedó un apunte en el tintero. Ciertas expresiones y cualidades de la mente humana no dependen solamente de la ciencia o de la actividad o inactividad de ciertas zonas cerebrales, más bien dependen del desarrollo ético de la humanidad en su conjunto. La infelicidad, la neurosis, la ausencia de experiencias místicas y la imposibilidad aparente de la comunicación telepática obedecen a un patrón común conductual y ético. Si las condiciones sociales en el sentido amplio del término son disfuncionales e inducen a la neurosis, no habrá ciencia que lo corrija. Por tanto depende de nosotros establecer el basamento para que afloren aspectos reprimidos de la personalidad humana que son beneficiosos para la sociedad.

    Respecto de ARPA o DARPA (Agencia Defensiva de Proyectos Avanzados), se creó en 1958 por el gobierno estadounidense en respuesta al vuelo del Sputnik ruso. Su objetivo fue crear un proyecto militar de alto riesgo y alto beneficio. Con posterioridad ARPA se integró en una agencia del ministerio de Defensa norteamericano, ODDR&E. Uno de los primeros directores de ARPA, Jack Ruina (sic), dijo que disponía de 300 millones de dólares, una barbaridad para la época, para proyectos de defensa sin control estricto del Congreso que les daba manga ancha. Un general del ejército le comentó a Ruina que no había que perder tiempo en establecer una base en la luna porque así las fuerza armadas estadounidenses disponían de un lugar privilegiado.

    Varios científicos de prestigio colaboraron con ARPA desde una organización externa a la agencia que en un principio se llamó Proyecto 137, número que alude a la constante de estructura fina, que es 1/137 (sic). Entre ellos estaban Wheeler, Wigner y Mortensen. En total eran 22 científicos: tres químicos, dos matemáticos, un economista y el resto físicos. Seis de ellos procedían de Princeton, dos de la industria y cuatro de los laboratorios estatales pero no había ninguno de Harvard ni del MIT. Al parecer, el Proyecto 137 derivó a otro Proyecto que se llamó Sunrise (sic), nombre que provocó malestar en algunos de sus integrantes. Uno de ellos, Brueckner, comentó que el nombre le desagradaba porque entendía que no estaban creando ningún amanecer. Otro que participó en aquel asunto fue Charles Townes, físico y profesor estadounidense laureado con el premio Nobel de Física en 1964. Townes es conocido por sus trabajos sobre la teoría y las aplicaciones del máser.

    Los interesados en esta aventura surrealista y militarista harán bien en consultar el libro de Ann Finkbeiner, “Los Jasones, la historia secreta de los científicos de la guerra fría” (Paidós, 2007).

  3. ““La fuente principal de financiación del grupo de Nicolelis es el proyecto DARPA (Agencia de Investigación de Proyectos Avanzados de Defensa) por lo que las primeras aplicaciones que verán la luz tienen un corte militar. Una posibilidad es utilizar animales como soldados controlados por las señales cerebrales de un operador humano; se podría controlar insectos o pequeños mamíferos genéticamente modificados..”

    Esa posibilidad suena bastante peliculera:) (Por ejemplo hace mucho tiempo creo que se paró lo de entrenar animales como delfines etc. para misiones militares)
    Supongo que en principio estos temas podrían aplicarse a un casco de piloto con electrodos y manejar más rapido un avión de combate. Creo que investigaban cosas así. Aunque quizás si estornuda salen disparados los misiles, no solo perdigones.

  4. Si todos los tontos se ponen a volar a la vez, nos tapan el sol. Ya me dirás a quiénes se les ocurrió la estúpida idea de manipular a los delfines para usarlos como agentes militares. El cerebro de los delfines y las ballenas tiene un peso relativo similar al del humano que muestra un grado de inteligencia notable. La psicología de estas amigables criaturas marinas es desconocida más allá de los cuatro tópicos habituales con que nos obsequian los medios de comunicación. Leí en algún lugar que el fallecimiento inexplicable de algunas ballenas se debe al uso de armamento ultrasónico desde barcos militares. No tengo pruebas para confirmarlo, pero a la luz de los hechos no me extraña. La vileza de algunos humanos es pareja a su estulticia.

  5. “También se está trabajando en la colaboración entre varios cerebros en red para la resolución de tareas complicadas.”

    Y me vino a la cabeza la GAIA de Isaac Asimov…

  6. Me encanta la parte donde dices: “La telepatía entendida como la comunicación o transferencia de pensamientos entre dos personas a través de la mente sin contacto físico alguno es científicamente imposible. Las leyes físico-químicas que describen cómo funciona el cerebro no lo permiten. Sin embargo….”

    Siempre negamos la existencia de algo simplemente por que no nos imaginamos como puede ocurrir, o por que las leyes fisicas actuales no lo explican (o no vemos la explicación emergiendo de esas leyes). Con la locura de la fisica cuantica, donde (por ejemplo) 2 particulas pueden estar entrelazadas a grandes distancias, sin conexion fisica alguna, no me explico como alguien puede decir tajantemente “..es cientificamente imposible…”. Creo que lo adecuado es decir, “la ciencia actualmente no tiene pruebas que prueben o refuten…”

    La unica parte del comentario de arriba en la que estoy de acuerdo es donde dices: “… Sin embargo…”.

    Si tal vez la telepatia simplemente no existe, y tal vez Dios no juega a los dados con el mundo, tal vez el olfato y la fotosintesis no funcionan con interacciones fisico cuanticas, tal vez….

    • No mezcles cosas Gerardo. La fotosíntesis se basa en fotones y electrones, por lo que es lógico que se tenga que estudiar a nivel cuántico. Pero la fotosíntesis y la transmisión de “algo” que salga de un cerebro y llegue a otro cerebro y actúe en sus neuronas son cosas muy distintas. No hay ninguna prueba de que se de ese segundo caso, el de la telepatía, mientras que en cambio el mecanismo de la fotosíntesis es conocido. No diré que es perfectamente conocido, se sigue estudiando, pero la estructura molecular y función de las clorofilas, los centros de reacción, los fotosistemas, los citocromos, el transporte de electrones, la fotólisis del agua, la síntesis de glucosa etc son bien conocidos desde hace años.

    • Un ejemplo de lo que parece ser comunicación no física entre células:
      La intrigante comunicación entre células separadas por barreras http://noticiasdelaciencia.com/not/6509/la_intrigante_comunicacion_entre_celulas_separadas_por_barreras/
      ‘Psychic cells’: Scientists discover cells can communicate through physical barriers http://newsroom.ucla.edu/portal/ucla/ucla-drew-scientists-undercover-243053.aspx
      American Journal of Translational Research http://www.ajtr.org/V5_No1.html
      Victor V Chaban, Taehoon Cho, Christopher B Reid, Keith C Norris: Physically disconnected non-diffusible
      cell-to-cell communication between neuroblastoma SH-SY5Y and DRG primary sensory neurons. Am J Transl
      Res 2013;5(1):69-79. http://www.ajtr.org/files/ajtr1210003.pdf
      Puede que las neuronas del experimento detecten los campos electromagnéticos de las células cancerosas y moribundas, ya que todas las células, no solo las neuronas, emiten señales eléctricas, solo que más débiles y sin que medien neurotransmisores. De hecho sabemos que por ejemplo los tiburones y las rayas detectan peces, pulpos y otros animales por los campos electromagnéticos producidos por las señales eléctricas de los músculos de esas presas, como el latido cardiaco. Pero lo hacen mediante órganos especiales. A distancias muy cortas tal vez sea posible algo similar en especies sin órganos especializados en la detección de campos electromagnéticos, pero dudo que los campos generados por un cerebro puedan tener efecto en otro cerebro a más de unos pocos centímetros de distancia, si es que lo tienen.

  7. De la TELEPATIA:
    Sera Cientificamente Imposible, como verdad cientifica “INN”, pero está CEINTIFICAMENTE PROBADA, si la ciencia es evidencia, claro!

    El desconocimiento de los agentes subyacientes al fenómeno deberia de generar ciencia, es el origen de todo “Ser cientifico”.
    Ya he psoteado aqui el caso de la patente del amoniaco, sin la cual no seria posible mantener a tanto humano, carajo!
    Me da un gusto, ciertamente malsano, pues me encanta la amplia visión de este blog, el poder psotear de vez en cuando cosas que seria muy deseable que LA Ciencia de los CIENTISISTAS “POLITICAMENTE CORRECTOS” deseara hacer CIENCIA sin tapujos obsoletos, por decir lo menos:
    “…Incluso en los casos de uso de una persona como ANTENA para la terapia a DISTANCIA (Martha Licona Aguayo, “El Par Biomagnético Elimina el Caos del Cuerpo Humano”, Tesinas par biomagnético 2a Parte, U. de Chapingo, 2005; http://biomagneticpair.files.wordpress.com/2012/05/tesinas-par-biomagnetico-2.pdf , Pag 724 en adelante ).
    De aqui:
    http://nuevapiedraroseta.blogspot.mx/
    Carajo, es de dar verguenza!
    Otro botoncio fuera de la campana Sagrada de Gauss:
    http://www.metodoyuen.net/wp-content/uploads/2011/05/Metodo-Yuen-86.pdf
    _
    Un clavo mas al Ataúd:
    Desde el “Hospital Universitario ¨General Calixto García¨ y por los muchisimos ensayos clíncios de la OPIS cubana:
    http://biodescodificacion.com/home/iebne/sobre-iebne
    __
    Un abrazo a la CIENCIA! Aunque los egos Cientificos se “maltrechen” un pelín!
    Solo el Kanijo y Tendencias 21 me agradan igual o más!

    Un abrazo!

  8. Simplificando enormemente, mi opinión es que se trata de un gran adelanto técnico que sin embargo no tiene mayor misterio que la conexión entre “dos aparatos de radio en emisión y recepción”. Saludos:
    Alejandro Álvarez

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