A través de su Agencia de Proyectos Avanzados de Investigación de Defensa (DARPA), el gobierno de los Estados Unidos ha aprobado una partida presupuestaria para que sus científicos desarrollen tecnología capaz de leer las mentes de los soldados de forma instantánea. Para ello se combinarán los últimos avances en los campos de la ingeniería genética, las neurociencias y la nanotecnología, entre otras. ¿El objetivo? Diseñar armas que se controlen con el pensamiento o transmitir imágenes directamente de cerebro a cerebro.

El nombre del nuevo programa es N³ (Next Generation Nonsurgical Neurotechnology program), y para desarrollarlo DARPA anunció hace apenas unos días que seis equipos de investigación recibirán los fondos necesarios para su puesta en marcha. Los participantes tienen la misión específica de desarrollar una tecnología capaz de proporcionar un canal bidireccional para comunicaciones rápidas y sin interrupciones entre el cerebro humano y las máquinas. Y todo sin necesidad de cirugía alguna.

"Imagine a alguien operando un dron de este modo -explica Jacob Robinson, profesor de bioingeniería en la Universidad de Rice y lider de uno de los grupos de investigación seleccionados-, o analizando una enorme cantidad de datos". En la actualidad, prosigue el científico, los sistemas de comunicación entre hombres y máquinas son demasiado lentos, ya que "hay demasiada latencia, y si quiero comunicarme con mi máquina, tengo que enviar una señal desde mi cerebro para mover los dedos o la boca para dar un comando verbal, y eso limita la velocidad a la que puedo interactuar tanto con un sistema cibernético como con uno físico. Por lo tanto. la idea es mejorar en lo posible esa velocidad de interacción".

Leer el cerebro
Durante los últimos años se han producido notables avances en nuestra capacidad de leer (e incluso de escribir) información directamente en el cerebro, pero esos avances se basan, generalmente en implantes cerebrales, como los que permiten a los médicos paliar enfermedades como la epilepsia.

Sin embargo, la cirugía cerebral es demasiado compleja y peligrosa como para justificarla en personas sanas. Además, a menudo los interfaces suelen consistir en electrodos conectados directamente al cuero cabelludo. Por eso, DARPA está tratando de estimular el desarrollo de interfaces no invasivas entre cerebros y máquinas.

En concreto, explica Robinson, la agencia está interesada en sistemas que sean capaces de leer y escribir hasta en 16 ubicaciones independientes de una porción del cerebro del tamaño de un guisante, y todo con una latencia de no más de 50 milisegundos. El desarrollo debería de estar listo en cuatro años, un reto que el investigador considera demasiado optimista.

"Cuando intentas capturar la actividad cerebral a través del cráneo -asegura Robinson a la revista Live Science- es difícil saber de dónde proceden las señales y cuándo exactamente se están generando. El gran reto es saber si podemos ir más allá de los límites de nuestra resolución actual, tanto en el espacio como en el tiempo".

Virus modificados
Para conseguirlo, el equipo de Robinson planea utilizar virus modificados (los llamados vectores virales) para enviar material genético a las células, insertando ADN en neuronas específicas con el objetivo de que produzcan dos proteínas muy concretas. La primera absorbe la luz cuando una neurona se dispara, lo que hace posible detectar su actividad. Un auricular externo enviaría un haz de luz infrarroja que puede pasar a través del cráneo y llegar hasta el cerebro. De este modo, los detectores conectados al auricular medirían la diminuta señal del tejido cerebral para crear una imagen del cerebro. Gracias a la proteína, las áreas seleccionadas aparecerán más oscuras (ya que la luz se absorbe) al activarse las neuronas, generando una precisa lectura de la actividad cerebral que se puede usar para saber lo que la persona está viendo, escuchando o tratando de hacer.

La segunda proteína depende de las nanopartículas magnéticas, de forma que las neuronas podrían ser estimuladas magnéticamente y activarse cuando el auricular generara un pequeño campo. Eso podría usarse para estimular a las neuronas con el fin de inducir una imagen o sonido concretos en la mente del sujeto. Como prueba de concepto, el equipo de investigadores usará este sistema para transmitir imágenes desde la corteza visual de una persona a la de otra diferente.

Hablando con drones
Por su parte, otro grupo de investigadores, esta vez del instituto Batelle, se ha planteado un desafío aún más ambicioso. De hecho, está intentando conseguir que los humanos sean capaces de controlar todo un enjambre de drones solo con su pensamiento. La actividad de los drones, como su aceleración o posición, se transmitirían directamente al cerebro del humano que los está controlando.

Según ha explicado a Live Science Gaurav Sharma, que dirige este equipo, "los joysticks y los cursores informáticos son, más o menos, dispositivos de una sola vía. Pero ahora estamos pensando en que una persona sea capaz de controlar varios drones, lo que es bidireccional. Así que si el dron se está moviendo a la izquierda, tienes que tener una señal sensorial en tu cerebro que te diga que se está moviendo a la izquierda".

El trabajo de este equipo se basa en nanopartículas especialmente diseñadas con núcleos magnéticos y capas externas piezoeléctricas, lo que significa que son capaces de convertir la energía mecánica en eléctrica y viceversa. Las partículas se inyectarán al sujeto, o se le administrarán por vía nasal, y los campos magnéticos las guiarán hasta neuronas específicas.

Cuando un auricular especialmente diseñado aplica un campo magnético a las neuronas objetivo, el núcleo magnético de las nanopartículas se moverá y ejercerá presión sobre su capa externa para generar un impulso eléctrico que hará que la neurona se dispare. El proceso también funciona a la inversa, con los impulsos eléctricos de las neuronas convertidos en pequeños campos magnéticos que son captados por los detectores de los auriculares.

La conversión de este proceso en un control efectivo de drones no será fácil, admite Sharma, que sin embargo asegura estar disfrutando con el desafío presentado por DARPA. "El cerebro -dice el investigador- es la última frontera de la ciencia médica. Entendemos aún muy poco sobre él, lo que hace que investigar en esta área resulte emocionante".


Fuente: ABC