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11 febrero 2020

¿Qué puede (y no puede) lograr la tecnología de mejora cognitiva?

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Tras sufrir un ictus, muchos pacientes olvidan cómo realizar tareas tan básicas como comer y caminar. Quienes sufren enfermedades neurodegenerativas, como la demencia y el Alzheimer, también pierden habilidades. La neurotecnología se está abriendo camino en la rehabilitación cognitiva de estos pacientes porque permite —mediante las interfaces cerebro-máquina— observar y dirigir los cambios de la mente que son más eficaces para recuperar facultades perdidas. Y ahora, estas tecnologías de lectura y manipulación mental prometen incluso la mejora cognitiva de personas sanas. ¿Podremos aumentar habilidades como la memoria y la atención conectando máquinas a nuestros cerebros?

Los estudios sugieren que sí. En las Fuerzas Aéreas de Estados Unidos, el neurocientífico Andy McKinley ha realizado pruebas con electrodos que emiten una pequeña corriente eléctrica sobre el cráneo. Los pilotos de drones aprenden el doble de rápido a detectar sus objetivos en imágenes de radar cuando entrenan con esta neurotecnología. Y el investigador Vince Clark, de la Universidad de New Mexico en Albuquerque, encontró los mismos resultados: en su experimento, los participantes que recibieron la corriente eléctrica progresaron el doble de rápido en un juego que los exigía detectar elementos escondidos en un vídeo.

Las fuerzas aéreas de Estados Unidos ensayan programas de estimulación cognitiva para acelerar el entrenamiento de pilotos. Crédito: Kristopher Allison

Los científicos sospechan que el efecto de la estimulación transcraneal va más allá del placebo, porque imágenes médicas muestran cambios tangibles en la estructura y funcionamiento del cerebro durante y después de estas intervenciones. Sin embargo, el neurocientífico británico Bryan Strange advierte que “hay un debate sobre qué está haciendo exactamente la estimulación en el cerebro”.

Se sabe que la corriente eléctrica aumenta la plasticidad neuronal, facilitando conexiones entre células que refuerzan el aprendizaje, pero esta ciencia todavía está en pañales. Un problema de la estimulación eléctrica transcraneal es que la ligera corriente aplicada sobre el cuero cabelludo (hasta dos miliamperios, normalmente) se disipa por el hueso y tiene un efecto físico muy tenue sobre las neuronas. Existe una alternativa, la estimulación magnética transcraneal, que sortea esta dificultad porque genera un campo magnético directamente bajo la superficie ósea.

La estimulación magnética se ha mostrado muy prometedora tanto en la rehabilitación cognitiva como en la mejora cognitiva de usuarios sanos, pero requiere instrumentos de laboratorio aparatosos que difícilmente llegarán a los consumidores. Los investigadores que emplean estas técnicas de estimulación, magnética y eléctrica, se enfrentan a dos retos comunes: primero, demostrar que la mejora cognitiva tiene efectos apreciables en tareas distintas a las del entrenamiento y, segundo, probar la eficacia a largo plazo (días o semanas) de la mejora.

Moldear y observar las neuronas

Desde el Laboratorio de Neurociencia Clínica de la Universidad Politécnica de Madrid, el equipo de Bryan Strange estudia los efectos cognitivos de la estimulación eléctrica profunda. Para esta técnica se insertan electrodos quirúrgicamente bajo el cráneo, de modo que la corriente “actúa directamente sobre grupos de células relevantes al rendimiento cognitivo”, según explica el neurocientífico. La estimulación profunda ayuda a paliar temblores, trastornos psiquiátricos y algunos síntomas de la demencia y el Alzheimer, pero es una técnica extremadamente invasiva que no resulta atractiva para mejorar las capacidades de personas sin patologías.

En el mundo de la neurotecnología, la técnica que domina el mercado dirigido a los consumidores particulares es la electroencefalografía (EEG): una técnica no invasiva que registra actividad neuronal con sensores en la superficie del cráneo. Hace años, esto se hacía con electrodos y geles sobre la cabeza, pero las interfaces cerebrales que se comercializan hoy en día son como diademas. Los sensores se pueden emplear para controlar máquinas —desde videojuegos hasta brazos robóticos—, pero también han encontrado aplicaciones en la rehabilitación y mejora cognitiva.

La estimulación cognitiva con neurotecnología puede mejorar habilidades como la velocidad de procesamiento, la memoria de trabajo y la atención sostenida. Crédito: klimkin

A diferencia de la estimulación eléctrica y magnética, la tecnología EEG no pretende modular la actividad de las células, sino que se limita a interpretar su comportamiento. La empresa de neurotecnología Bitbrain, por ejemplo, ha desarrollado esta técnica para monitorizar un tipo específico de actividad neuronal que los científicos han asociado con mayor velocidad de procesamiento, memoria de trabajo y atención sostenida.

Con su programa de mejora cognitiva, el usuario trata de progresar en un juego de ordenador muy sencillo que se controla con la mente; en este caso, debe aprender a cambiar de color un cuadrado que aparece en pantalla, utilizando sus pensamientos. El ordenador solo permite el cambio de color cuando la diadema de electroencefalografía detecta que la mente ha entrado en el estado cognitivo que se desea potenciar. Así, el usuario acaba aprendiendo a dirigir su propia mente hacia ese estado de máxima atención y memoria, reforzando las conexiones neuronales que lo facilitan.

“La gran dificultad de este procedimiento es personalizarlo a cada usuario”, explica Javier Mínguez, el director científico de la empresa. La actividad neuronal que se pretende potenciar con el entrenamiento se identifica por una señal de electroencefalografía concreta, pero esta no es igual en el cerebro de todo el mundo. Incluso la misma persona puede exhibir un patrón de ondas cerebrales ligeramente distinto según su humor y estado de ánimo, lo que exige una compleja calibración de los sensores antes de cada sesión.

Un dilema ético

El nacimiento de esta rama de la neurotecnología, a caballo entre la investigación clínica y el interés comercial, es problemático, según Bryan Strange. “Quiero subrayar que los médicos como yo estamos más enfocados en utilizar estas técnicas para pacientes que tienen dificultades”, dice. Mejorar las capacidades de personas sanas supone, a su juicio, un dilema ético. Sin embargo, el bioeticista Allen Buchanan, profesor de Filosofía en la Universidad de Duke, argumenta en su libro “Better Than Human” que el deseo de mejora —también la mejora cognitiva— es parte de la naturaleza humana.

En una entrevista con The Atlantic, Buchanan señala que las técnicas caras o exclusivas pueden exacerbar diferencias sociales, mientras que las tecnologías que se extienden rápidamente entre la sociedad tienen poder igualador, como los teléfonos móviles. “Las mejoras cognitivas como la estimulación directa transcraneal o los fármacos pueden volverse baratas relativamente rápido, y así extenderse más rápido que la alfabetización”, argumenta.

Los atletas de alto rendimiento podrían tener ligeras mejoras cognitivas, aunque no requieran rehabilitación. Crédito: Matt Lee

La empresa Bitbrain ha desarrollado programas tanto para rehabilitar pacientes con enfermedades como para la mejora cognitiva de usuarios sanos —por ejemplo, deportistas de élite—. Los resultados son más llamativos en pacientes que han sufrido una importante pérdida cognitiva porque tienen mayor margen de mejora. Cuenta Javier Mínguez que su primer experimento fue decepcionante porque trataron de aumentar las capacidades de voluntarios en una facultad de ingeniería. Los participantes ya tenían un alto rendimiento cognitivo y solo registraron mejoras modestas. Sin embargo, un ensayo más reciente mostró el potencial de su entrenamiento para devolver habilidades mentales a pacientes que sufrían depresión.

Como ocurre con la estimulación transcraneal, es difícil demostrar que los efectos de un entrenamiento tan específico tienen aplicaciones en las actividades cognitivas del día a día. El científico asegura que, a nivel cualitativo, se aprecian cambios notables: pacientes con depresión que vuelven a leer novelas, o que empiezan a seguir las noticias en la televisión. ¿Perdurarán los efectos del entrenamiento a largo plazo? Solo si el usuario continúa ejercitando estas facultades mentales, dice Mínguez: tal y como ocurriría con un entrenamiento muscular en el gimnasio.

Bruno Martin

@TurbanMinor

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