Tenía 42 años cuando sufrió un ataque cerebrovascular, y las secuelas que le dejó hacían de ella una prisionera de su propio cuerpo: consciente y despierta, capaz de oír y sentir, pero incapaz de moverse o comunicarse. Después de diez años, fue capaz de sacudir la cabeza de lado a lado, pero las perspectivas de recuperación eran francamente desoladoras. Hoy, sin embargo, gracias a un implante que une su cerebro a un ordenador, las señales nerviosas guiadas por sus movimientos de rutina han sido capaces de controlar un teclado en pantalla y guiar un brazo robótico.

Estos son los tentadores primeros pasos hacia un sueño de hace mucho tiempo de los expertos en rehabilitación y, más recientemente, de los investigadores en neurotecnología, indicaba Leigh R. Hochberg, neuroingeniero y doctor especializado en sistemas de interfaz cerebro-ordenador. «Muchas de lesiones y enfermedades pueden acabar en una incapacidad para moverse, y con frecuencia en una incapacidad para hablar, pero aún dejan intacta la cognición», explicó en una reciente sesión informativa. «Tenemos la esperanza de desarrollar tecnologías que permitan recuperar la capacidad de comunicarse y restaurar la capacidad de moverse.»

La sesión informativa se centró en las aplicaciones militares de la neurociencia, aunque Hochberg contó la historia de la víctima de un accidente cerebrovascular, para ilustrar cómo los avances en la  neurociencia pueden transformar unas ideas, en apariencia futuristas, en mejores condiciones de vida para los soldados, víctimas de accidentes y cualesquiera otros. Los investigadores están aprendiendo cómo ampliar y manipular los poderes del cerebro humano, mediante drogas, nuevas tecnologías, incluso con métodos exóticos de estimulación cerebral, creando todo un mundo de promesas. Sin embargo, en la sesión informativa también se ofrecía una llamada de atención: A medida que estas promesas se vayan concretando, la sociedad tendrá que abordar una serie de complejas cuestiones sociales y éticas que surgen de esta misma ciencia de mejora del cerebro.

Los temas serán debatidos «en una intersección entre ciencia y sociedad», señaló el moderador Alan I. Leshner, director ejecutivo de la AAAS y editor ejecutivo de Science. «Estos problemas están surgiendo ahora y se volverán más importante con el tiempo.»

Cerca de 100 congresistas y otros, asistieron a la sesión de 90 minutos, que se celebró el 26 de julio en colaboración con el House Armed Services Committee y el apoyo financiero de la Fundación Dana. La Oficina de relaciones gubernamentales de la AAAS, ha programado una segunda reunión informativa sobre la neurociencia, sobre los posibles vínculos entre los teléfonos móviles y los tumores cerebrales, para el 7 de septiembre. La tercera y última reunión de la serie, versará sobre las lesiones cerebrales traumáticas, y se llevará a cabo en octubre.

La comprensión de las funciones y disfunciones cerebrales ya formaba parte del interés de la defensa y seguridad de EE.UU.  mucho antes de que el término «neurociencia» fuese acuñado. Después de la Primera Guerra Mundial, hubo estudios de «neurosis de guerra» (ahora se conoce como trastorno por estrés post-traumático o PTSD). Durante la Guerra Fría, hubo un enfoque hacia el lavado de cerebro e incluso por la percepción extrasensorial y los posibles usos de drogas alucinógenas. Hoy en día, los militares están explorando otros ámbitos de la investigación neurocientífica con una serie de beneficios posibles: hacer mejores soldados combatientes, ayudándoles a recuperarse de las tensiones mentales y lesiones físicas después de la batalla, y de asistencia en los interrogatorios de soldados enemigos.

Jonathan D. Moreno, historiador y profesor de ética en la Universidad de Pensilvania, detalla de forma extensa las inversiones neurociencia del Pentágono en 2011: Ejército, $55 millones, Armada, $34 millones, Fuerza Aérea, $24 millones, y en la Agencia de Proyectos de Investigación Avanzada en Defensa (DARPA), más de $240 millones.

Las rutas hacia el «mejoramiento cognitivo»

Martha J. Farah, directora del Centro de Neurociencia y Sociedad de Penn, dijo que la clave del interés de los militares por la neurociencia es la mejora cognitiva. Y eso, a menudo, lo más básico se aprende muy temprano en la vida.

«Algunos de los métodos más eficaces para la mejora de tu cerebro», señaló Farah, «son probablemente las cosas a tu abuela te había recomendado, hacer ejercicio, dormir lo suficiente, y práctica, práctica, práctica, es decir, programas de capacitación, y, cómo no, manejo del estrés.»

Otro enfoque es la investigación sobre drogas. Los militares han reconocido desde hace tiempo el valor de las anfetaminas para mantener la vigilancia, pero el interés se centra hoy en las nuevas drogas, como los compuestos de anfetaminas desarrollados para el Trastorno por déficit de atención con hiperactividad (TDAH), y el modafinilo, desarrollado para el tratamiento de trastornos del sueño.

«No está claro cuán grandes o fiables son los efectos en la mejora cognitiva, y no está claro cómo se traducen en la práctica», explicó. «Pero vale la pena señalar que, aunque sea regular, aunque el punto de vista sea un quizá respecto a estos fármacos … en condiciones de privación de sueño, sí se puede ver un beneficio apreciable.»

Esto es especialmente cierto con el modafinilo, afirmó ella. Moreno añadió la sesión informativa que la droga, al parecer, podía mantener a alguien despierto durante largos periodos sin disminuir su habilidad o capacidad.

Moreno es autor de «La guerra mental: investigación cerebral y Defensa Nacional» (Dana Press, 2006), y estuvo en el panel del Consejo Nacional investigación cuando se elaboró ​​el informe de 2008, “Emerging Cognitive Neuroscience and Related Technologies”. Él señaló que las drogas pueden ser útiles más allá de mantener a los soldados despiertos y alertas.

Por ejemplo, los betabloqueantes se usan para reducir el estrés y se siguen estudiando como una posible manera de tratar, o prevenir, el trastorno por estrés postraumático. «Tal vez podría darse a alguien un betabloqueador antes de que sea observador o testigo de una situación horrible, como un soldado en combate que tuvo que ver o hacer cosas terribles», explicó. Hasta ahora, sin embargo, las drogas no han sido fiables en ese uso.

La oxitocina, una hormona producida de forma natural en los humanos, se asocia con la unión y los sentimientos de confianza y amor. En la investigación, una dosis nasal ha hecho que la gente tuviera más cooperación en juegos competitivos. Desde el punto de vista de Moreno, se plantea una pregunta: «¿Se podría darle alguien una dosis de oxitocina antes que el interrogador entrara en la habitación, en un lugar tan difícil como Guantánamo? De repente, el policía sería el bueno. A lo mejor se podrían evitar esos juegos que tienes que jugar de acuerdo con el capítulo 8 del Manual de Interrogación del Ejército.»

De baterías de 9 voltios a dispositivos lectores de mentes

Parece que el cerebro puede ser mejorado sin drogas, también con nuevas técnicas que dirigen un débil impulso desde los equipos de fuera a un área específica del cerebro. Se llama «estimulación cerebral no invasiva». Con este enfoque, Farah informó que «está empezando a dar algunos resultados muy interesantes, y que pueden ser útiles tanto para el tratamiento de enfermedades neuro-psiquiátricas, así como en la mejora cognitiva de las gente.»

La investigación se centra en dos enfoques diferentes:

» La estimulación magnética transcraneal (EMT), en la que se alternan campos magnéticos que estimulan áreas pequeñas y específicas del cerebro. Esta técnica se puede utilizar para aumentar la actividad neuronal o inhibirla. En los últimos años, la EMT ha sido utilizada para tratar la depresión. Sin embargo, Farah dijo que la investigación en laboratorio, por ahora, ha encontrado pruebas de una memoria de trabajo mejorada, de atención espacial, y de aprendizaje de destrezas motoras, además de un aumento de la función emocional.
» La estimulación transcraneal por corriente directa (ETCD) es, a primera vista, de baja tecnología. Utilizando sólo un equipo básico, una batería de 9 voltios, algunos cables, además de una gasa y una solución salina para los electrodos, se proyecta una corriente débil de sólo unos pocos miliamperios en las áreas del cerebro. Sin embargo, dijo Farah, los efectos son significativos: los sujetos testeados muestran un mayor vocabulario, aprendizaje de la gramática y de fluidez verbal, conjuntamente con mejoras creativas para resolver problemas.

Aunque estas técnicas parecen extraordinarias, otros le discutían a Moreno por lo parece entrar en los dominios de la ciencia ficción.

Ha sido casi una década desde la investigación desde que fueron reportados a título experimental las «robo-ratas», a las que se colocaban tres electrodos, incluyendo uno en el centro de placer de su cerebro, con esto los investigadores podían obligar a los roedores a hacer todo tipo de cosas que un roedor normal no haría.

Desde entonces han surgido nuevas tecnologías: Algunos están experimentando con el ultrasonido y la luz como medio para estimular y mejorar las funciones cerebrales.

Moreno describió un proyecto DARPA, lo llamó «red de cabeza» [head web], que permite a los investigadores evaluar la actividad cerebral de un sujeto a distancia. En el contexto en un campo de batalla, refirió, el soldado puede usar un casco que capta las señales de su cerebro, los datos del electroencefalograma son dirigidos hacia un satélite y luego al puesto de mando de la batalla, dando una visión casi instantánea de las condiciones en el campo de batalla. La misma tecnología podría permitir a los médicos monitorizar la actividad cerebral y los cambios en un paciente con enfermedad de Parkinson.

Liberar la señal neuronal

Teniendo en cuenta la legión de víctimas de la guerra de Irak y Afganistán, la investigación avanzada en extremidades robóticas es sumamente importante. En los últimos cinco años, la investigación financiada por DARPA y otros ha ayudado a desarrollar una nueva generación de prótesis. Hochberg está en el centro de los esfuerzos para vincular el cerebro humano a las computadoras, quizá de forma inalámbrica, algún día, para que personal militar herido, víctimas de accidentes cerebrovasculares, personas con la enfermedad de Lou Gehrig (esclerosis lateral amiotrófica) y otros, consigan restaurar su capacidad de movimiento y comunicación.

Hochberg es profesor asociado en la Universidad Brown y en la Escuela de Medicina de Harvard, es el principal investigador del Center for Restorative and Regenerative Medicine at the Providence VA Medical Center. Estas instituciones, junto con el Hospital General de Massachusetts y otros, están colaborando en un ambicioso proyecto llamado BrainGate, que funcionan con el apoyo de una docena de agencias federales y fundaciones privadas para producir «neurotecnologías de transformación».

Cuando una lesión en la columna deja a alguien paralizado, explica Hochberg, el cerebro genera una señal para mover el brazo, pero la señal no llega. En encuentros científicos, se han descrito las primeras investigaciones en las se implantan pequeños discos, del tamaño de una aspirina infantil, en la corteza motora del cerebro, el disco recibe la señal, que transmite a través de un conector en lo alto del cráneo, y después, a través de una delgado cable pasa a un ordenador. Ahí se decodifica y envía a los dispositivos externos de ayuda.

Esta interfaz cerebro-ordenador permite que los impulsos neuronales (una intención, un pensamiento) se traduzcan en acciones en tiempo real. La mano de un paciente puede estar paralizada, pero si la mente crea la intención de mover, la tecnología puede lograr hacer clic en las letras en un tele-teclado  de pantalla o mover un brazo robótico.

La tecnología es prometedora, pero todavía está en fase preliminar. La víctima del infarto, con el que Hochberg ha trabajado, no tiene una conexión permanente a la tecnología de interfaz, cuando se conecta, no siempre funciona perfectamente. A su tiempo, señaló Hochberg, se podrá avanzar lo suficiente como para mejorar la calidad de vida de una persona con tetraplejia, dándole la posibilidad de navegar por la Web, enviar correos electrónicos, o un mejor control de una silla de ruedas. BrainGate ya ha demostrado estas posibilidades.

A más largo plazo, continuó, será posible volver a reconectar la mente y el cuerpo, usando sensores y electrodos implantados en el cerebro y en los músculos y nervios para que los miembros paralizados vuelvan a la vida. «Me siento alentado por lo que he visto», dijo en la reunión informativa, «y me siento optimista de que en el futuro podamos ser capaces de desarrollar plenamente neurotecnologías eficaces que puedan restablecer la movilidad y la independencia.»

Con la estela del progreso, las cuestiones éticas y sociales

Este tipo de investigación es destacable y seguramente inspira a la esperanza. Esto es cierto, sin embargo, se plantean cuestiones complejas. «Una vez que te metes en mejorar la capacidad para hacer todo tipo de cosas, se plantean algunas cuestiones éticas», reseñó Leshner, director ejecutivo de AAAS. «Y no sólo para los militares, todo este tipo de cosas debe extienderse a la sociedad en general.»

Considerar el uso de los beta-bloqueadores como una posible manera de neutralizar los efectos de estrés postraumático. Es una condición terrible y difícil de tratar. Puesto así, Moreno preguntó: «¿Sería éticamente aceptable dar a los soldados, antes de entrar en combate, algo que pudiera aislar su memoria de las circunstancias y los sentimientos de culpa, remordimiento o arrepentimiento?»

El desarrollo de la robo-rata plantea una serie de preguntas, incluidas dentro de las cuestiones sobre el derecho de los animales. «Probablemente se pueda hacer con un organismo superior también», comentó Moreno, «y quién sabe hasta qué punto en la cadena filogenética se puedan hacer este tipo de cosas? ¿Cómo va a controlar la sociedad este tipo de investigación? ¿Cómo se va a usar o no estos conocimientos? [¿y por quién?] .

Incluso la investigación BrainGate, en tanto que profundamente esperanzadora, también plantea interrogantes incómodos. Las extremidades robóticas y la interfaz cerebro-ordenador son muy caras, y es probable que lo siga siendo durante mucho tiempo. ¿Quién lo va a conseguir, entonces, y a quién será denegado? ¿De qué forma lo manejarán las compañías de seguros?

Los escándalos de dopaje en el deporte ofrecen una visión de cómo una tecnología de mejoramiento puede filtrarse en la sociedad. Ya, respondió Farah, el modafinilo está siendo utilizado por los viajantes de negocios para combatir las diferencias de horario, mientras que las anfetaminas, como el Adderall son ampliamente mal utilizados por los estudiantes que buscan una ventaja en su rendimiento o para evitar los efectos del dormir muy poco.

Pero las respuestas no siempre son en blanco y negro. Si un padre puede permitirse una formación de lujo o clases especiales de preparación de exámenes antes del examen a la graduación en la escuela para su hijo, sugirió Moreno, ¿por qué no una pastilla para agudizar el pensamiento un poco más el día del examen?

«Muy pronto todo el mundo tendrá acceso a estas cosas», añadió. «Y entonces la pregunta que surge es ¿Es esto bueno? ¿Hasta qué punto hemos debilitado la noción tradicional griega, que supone que debes luchar por la excelencia de tus habilidades naturales?»

Por ahora, sin embargo, los beneficios potenciales para las personas con enfermedades o lesiones neurológicas proporcionan una poderosa motivación para futuras investigaciones.

Hochberg recordó que la víctima del accidente cerebrovascular había estado en su jardín el día antes del ataque. Durante más de 10 años tuvo que soportar el peso de abrumadoras dificultades, hasta que un día, pudo utilizar su mente para dirigir los movimientos simples de un brazo robótico.

«Tan pronto como ella hizo eso», dijo, «nos comunicó que lo que quería hacer ahora es coger ese brazo y volver a su huerto.»

• Referencia: AAAS.org, por Edward W. Lempinen, 22 agosto 2011
• Imagen: AAAS.org .