Editar el cerebro para cortar y pegar sensaciones como el dolor

Un Minority Report del cerebro. Un panel de control a lo Del Revés. Así imaginan el futuro de la medicina algunos investigadores que acaban de presentar el primer dispositivo de edición cerebral. Un sistema holográfico que, en el futuro, podría implantar imágenes y recuerdos que nunca vivimos, eliminar el dolor no deseado o insertar olores inexistentes en la memoria.

Neurocientíficos de la Universidad de California-Berkeley están construyendo un dispositivo para activar o suprimir miles de neuronas a la vez, cientos de veces por segundo, copiando patrones reales de actividad cerebral para engañar al cerebro. Hacerle sentir o recordar cosas que ciertamente no ha vivido, por mero corta-pega.

En la actualidad, no resulta fácil visualizar una sensación en un cerebro. Pero somos capaces de acotar bastante bien las regiones que se activan o desactivan cuando se siente frío, calor, miedo o se tienen ciertos recuerdos. El objetivo es leer la actividad neuronal constantemente y decidir, en función de la actividad, qué conjuntos de neuronas activar para simular el patrón y el ritmo de una respuesta cerebral real.

Hacia el implante cerebral de sentidos

Según la investigación, publicada en Nature Neuroscience, esto podría ser útil a fin de reemplazar las sensaciones perdidas después del daño del nervio periférico, por ejemplo, o controlar una prótesis. "Si puedes leer y escribir el idioma con el que cerebro habla, puedes comunicarte con él e interpretarlo", señala Alan Mardinly, investigador de la UC-Berkeley. "Este es uno de los primeros pasos en el largo camino para desarrollar una tecnología que podría ser un implante cerebral virtual con sentidos adicionales o sentidos mejorados".

Podría permitir a un ciego ver o a un paralítico tener tacto

"La capacidad de hablar con el cerebro tiene el increíble potencial de ayudar a compensar el daño neurológico causado por enfermedades degenerativas o lesiones", añade Ehud Isacoff, profesor de biología molecular y celular de UC-Berkeley y director del Instituto de Neurociencia Helen Wills. "Al codificar las percepciones en la corteza humana, podría permitir que los ciegos vean o que los paralizados sientan el tacto".

El holograma de tus sentimientos

Cada una de las 2.000 a 3.000 neuronas del trozo de cerebro estudiado estaba equipada con una proteína que, al ser alcanzada por un destello de luz, enciende la célula para crear un breve pico de actividad. Uno de los avances clave fue encontrar una forma de apuntar a cada celda individualmente sin tocar a todas a la vez.

Holograma para editar cerebros. En este caso, con 50 neuronas diana activadas. UCB

Para enfocar la luz sólo en el cuerpo de la célula –una diana más pequeña que el ancho de un cabello humano– recurrieron a la holografía generada por ordenador, doblando y enfocando la luz para formar un patrón espacial tridimensional. El efecto es como si una imagen 3D estuviera flotando en el espacio.

En este caso, la imagen holográfica se proyectó en una fina capa de tejido cerebral en la superficie de la corteza cerebral, de aproximadamente un décimo de milímetro de espesor, a través de una ventana clara en el cerebro.

Los investigadores ya han probado el prototipo en las áreas táctiles, visuales y motoras de los cerebros de los ratones mientras caminan sobre una cinta rodante con la cabeza inmovilizada. Si bien no han notado ningún cambio de comportamiento en los ratones cuando se estimula su cerebro, su actividad cerebral, que se mide en tiempo real, muestra patrones similares a una respuesta a un estímulo sensorial. Ahora están entrenando ratones para que puedan detectar cambios de comportamiento después de la estimulación.

A medida que mejoran su tecnología, planean comenzar a capturar patrones reales de actividad en la corteza cerebral para aprender cómo reproducir sensaciones y percepciones a través de su sistema holográfico.