En agosto de este año, tres estudiantes de posgrado de la Universidad Carnegie Mellon se reunieron en un pequeño sótano sin ventanas, utilizando una impresora 3D con jurado para golpear una porción de cerebro de un ratón con electricidad.
El fragmento de cerebro, cortado del hipocampo, parecía un pedazo de ajo en rodajas finas. Descansaba sobre una plataforma cerca del centro de la máquina. Un tubo estrecho bañaba la rodaja en una solución de sal, glucosa y aminoácidos. Esto lo mantuvo vivo, de una manera: las neuronas en el corte continuaron activas, permitiendo a los experimentadores recopilar datos. Una serie de electrodos debajo de la rebanada entregó los golpes eléctricos, mientras que una sonda de metal con forma de jeringa midió cómo reaccionaron las neuronas. Brillantes lámparas LED iluminaban el plato.
Un monitor al lado del equipo mostraba estímulo y respuesta: las sacudidas de electricidad de los electrodos fueron seguidas, milisegundos después, por neuronas activas. Más tarde, los investigadores colocarían un material con las mismas propiedades eléctricas y ópticas que las de un cráneo humano entre el corte y los electrodos, para ver si también podían estimular el hipocampo del ratón a través del cráneo simulado.
Hacían esto porque querían analizar la posibilidad de detectar y manipular señales en cerebros humanos sin tener que cortar el cráneo y tocar el tejido cerebral delicado. Su objetivo es, eventualmente, desarrollar interfaces precisas y sensibles de cerebro-computadora que se puedan poner y quitar como un casco o una diadema, sin necesidad de cirugía.
Según explica Technology Review, los cráneos humanos tienen menos de un centímetro de grosor; sin embargo, el grosor exacto varía de persona a persona y de un lugar a otro. Actúan como un filtro borroso que difunde las formas de onda, ya sean corrientes eléctricas, luz o sonido. Las neuronas en el cerebro pueden ser tan pequeñas como unas milésimas de milímetro de diámetro y generar impulsos eléctricos tan débiles como una vigésima parte de un voltio.
El objetivo del experimento de los estudiantes era recopilar una línea de base de datos con la que pudieran comparar los resultados de una nueva técnica que Pulkit Grover, el investigador principal del equipo, espera desarrollar.
“Nada como esto es (por ahora) posible, y es realmente difícil de hacer», dice Grover, que forma parte de uno de los seis equipos que participan en el Programa de Neurotecnología No Quirúrgica de Próxima Generación (N³), un esfuerzo de US$ 104 millones lanzado este año por la Agencia de Proyectos de Investigación Avanzada de Defensa (DARPA).
Mientras el equipo de Grover está manipulando señales eléctricas y de ultrasonido, otros equipos usan técnicas ópticas o magnéticas. Si alguno de estos enfoques tiene éxito, los resultados serán transformadores.
Interfaces cerebro-computadora
Las interfaces cerebro-computadora (BCI, por sus siglas en inglés) se han utilizado para ayudar a las personas con tetraplejia a recuperar el control limitado sobre sus cuerpos y para permitir que los veteranos que perdieron extremidades en Irak y/o Afganistán controlen los extremidades artificiales.
N³ es el primer intento serio del ejército de los EE.UU. de desarrollar BCI con un propósito más beligerante.
“Trabajando con drones y enjambres de drones, operando a la velocidad del pensamiento en lugar de a través de dispositivos mecánicos, ese tipo de cosas son para lo que estos dispositivos son realmente”, dice Al Emondi, el director de N³.