Demuestran que el cerebro es más flexible en su funcionamiento de lo que se pensaba

(06/03/2012) - E.P.

Estos hallazgos podrían llevar al desarrollo de prótesis más naturales

El cerebro puede llegar a entrenarse para realizar determinadas tareas en áreas que normalmente no se encargan de realizarlas. Así lo han demostrado neurocientíficos de la University of California, en Berkeley (Estados Unidos), y el Champalimaud Center for the Unknown, en Portugal. Los resultados de su trabajo, publicados en la edición on line de la revista especializada Nature, demuestran que el cerebro es más flexible y entrenable de lo que se creía.

A través de un proceso denominado plasticidad, los mismos circuitos cerebrales que se emplean en el aprendizaje de habilidades motoras como montar en bicicleta o conducir, pueden ser utilizadas para controlar tareas puramente mentales, incluso las arbitrarias.

En los últimos años, los expertos han comenzado a utilizar el estudio de las ondas cerebrales en el campo emergente de la Neuroprotésica y este nuevo estudio avanza en este campo, lo que podría dar lugar a prótesis cada vez más naturales.

Según explica Jose Carmena, profesor adjunto de Ingeniería Eléctrica, Ciencias Cognitivas y Neurociencias de la UC Berkeley, sus descubrimientos sugieren que "aprender a controlas un 'interface' cerebro-máquina que es intrínsecamente antinatural, podría hacer sentir completamente normal a una persona, porque este aprendizaje usa los circuitos cerebrales preexistentes para el control motor natural".

Estudios anteriores habían fallado a la hora de descartar el papel del movimiento físico cuando se aprende a utilizar un dispositivo protésico. Según Carmena, "este aspecto es clave para las personas que no pueden moverse". "La mayoría de los estudios sobre 'interface' cerebro-máquina se han realizado en animales sanos y sin discapacidades", dice.

"Lo que nuestro estudio demuestra es que el control neuroprotésico es posible, incluso cuando el movimiento físico no está implicado", asegura este investigador, quien espera que estos hallazgo puedan llevar al desarrollo de una nueva generación de dispositivos protésicos que parezcan más naturales. "No queremos que la gente tenga que pensar mucho para mover un brazo robótico con su cerebro", indica.

Para realizar este estudio, los investigadores prepararon un experimento en el que un grupo de ratas podían completar una tarea abstracta si no realizaban ningún movimiento físico. Así desvincularon el rol de las neuronas motoras a las que se dirigían, necesarias para mover el bigote y conseguir alimento de recompensa.
Los modelos experimentales fueron alimentadas con un 'interface' cerebro-máquina que convierte las ondas cerebrales en tonos audibles. Para conseguir la recompensa --bolitas de comida o agua azucarada--, los animales tenían controlar sus patrones de pensamiento con un circuito cerebral específico para aumentar o reducir el grado de la señal.

Se les daba un 'feedback' sonoro, para que las ratas aprendieran a asociar patrones de pensamiento específicos con un grado concreto. Durante dos semanas las ratas aprendieron rápidamente que, para conseguir bolitas de comida, tenían que crear un tono agudo y para lograr agua azucarada, un tono más grave.

Si las neuronas motoras se usaban para realizar su típica función --mover el bigote-- no se producía ningún cambio en el grado del tono y por lo tanto, los animales no conseguían recompensa. Según Rui Costa, uno de los autores principales del estudio, del Champalimaud Neuroscience Program, "esto es algo no natural para las ratas, lo que nos dice que es posible hacer trabajar una prótesis de forma que no tenga que imitar la anatomía del sistema motor natural para que funcione".