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Descifrado el código cerebral que interpreta los sentidos

Ahora es posible que una prótesis sienta lo mismo que un miembro amputado


Neurocientíficos australianos han conseguido romper el código nervioso que permite al cerebro interpretar la información que recibe de los sentidos: han simulado estímulos nerviosos a los que el cerebro ha reaccionado sin percibir el hackeado. Ahora es posible que una prótesis sienta lo mismo que un miembro amputado.





Neurocientíficos australianos han conseguido romper el código nervioso que permite al cerebro interpretar la información que recibe de los sentidos. De esta forma, han abierto la posibilidad de enviar señales al cerebro en su propio lenguaje para conseguir que una prótesis sea percibida como un órgano natural, entre otras posibles aplicaciones.

Se trata de una comprensión completamente nueva de cómo el cerebro descifra las entradas neuronales, lo que podría transformar la próxima generación de prótesis robóticas. Los resultados se publicaron en 2017 en Current Biology y ahora se han actualizado con declaraciones de sus protagonistas.

Cuando nuestra piel explora una superficie, todo lo que sentimos se transmite a través de los nervios por medio de impulsos eléctricos, recibidos por las neuronas mediante señales similares a las del código Morse.

Los neurofisiólogos Ingvars Birznieks y Richard Vickery, de la Universidad Nueva Gales del Sur,  dicen en un comunicado difundido el año pasado que su descubrimiento representa una forma completamente nueva de ver cómo nuestros cerebros emiten juicios sobre el medio ambiente. Podría tener aplicaciones en telecirugía, prótesis y robótica.

“Los impulsos nerviosos se transmiten mediante un código binario, es como su teléfono móvil", declaró Birznieks a The Age la semana pasada. “Simplemente envían una señal, luego le toca al cerebro interpretarla. Son impulsos eléctricos, como lo hacen todos nuestros dispositivos digitales, enviados en una cierta secuencia. Y esa secuencia, dentro de un receptor y a través de diferentes fibras nerviosas, es un código. Y eso es lo que estamos rompiendo".

Los nervios, por tanto, envían datos al cerebro en código encriptado. Birznieks cree que descifrar completamente ese código sería un paso hacia enormes avances de ciencia ficción: curar a los amputados, darles a los operadores de robots la capacidad de "sentir" lo que sienten sus autómatas,  e incluso añadir sensaciones a las conexiones cerebro-ordenador.

"Cuando hayamos descifrado el código completo, podremos usarlo para hacer sentir a las prótesis, para que los amputados puedan sentir el mundo nuevamente. Podrán tomar la mano de las personas que aman y sentir esa sensación", añade.

Hackeando al cerebro

En su laboratorio, el equipo neurocientífico insertó un pequeño electrodo en los nervios de las muñecas de los voluntarios, lo que le permitió controlar los datos que se envían al cerebro. Luego, usó un robot para estimular las yemas de los voluntarios, proporcionándoles todo tipo de estimulación: golpes, patrones de movimiento, diferentes texturas y durezas.

El electrodo insertado capturó las señales registradas por los nervios de las muñecas y envió al cerebro los datos de los estímulos provocados por los investigadores. Y funcionó: el cerebro reaccionó igual que si la información recibida hubiera sido enviada a través de su código nervioso. Y no solo eso: los investigadores también enviaron al cerebro información sobre sensaciones que realmente no se estaban produciendo, y los voluntarios sentían que estaban tocando algo.

La proeza es notable: estos neurocientíficos no sólo han conseguido escuchar secretamente, lo que en inglés se conoce como “eavesdropping”, las conversaciones que el cerebro mantiene con los sentidos, sino también replicar ese lenguaje encriptado para informar al cerebro directamente, sin que perciba que el mensaje ha sido “hackeado”, y desencadene la reacción correspondiente al estímulo simulado.  Ese refinamiento sólo fue posible recurriendo a la Inteligencia Artificial, la única capaz de romper el código nervioso, destacan los investigadores.

Los resultados son todavía limitados, ya que sólo se ha conseguido que funcione para estímulos simples, pero los investigadores esperan perfeccionar su técnica para simular todo tipo de sensaciones utilizando los códigos nerviosos. "Ahora podemos recrear estos códigos, o diseñar los nuestros, como deseemos", añade Birznieks.

Los investigadores descubrieron también que el cerebro usa períodos de "silencio" entre los impulsos para emitir juicios sobre el medio ambiente, y esto contrasta con la visión convencional que dice que la actividad neuronal es la principal impulsora de la percepción humana.

Birznieks considera que su trabajo ha transformado la comprensión de los principios básicos de cómo nuestros cerebros codifican la información." Esperamos que esto vuelva a escribir los libros de texto", concluye.

Referencia

Spike Timing Matters in Novel Neuronal Code Involved in Vibrotactile Frequency Perception. IngvarsBirznieks, Richard M.Vickery. Current Biology, Volume 27, Issue 10, 22 May 2017, Pages 1485-1490.e2. DOI:https://doi.org/10.1016/j.cub.2017.04.011
 


Lunes, 17 de Diciembre 2018
Redacción T21
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