Gran pensamiento cerebral

Los científicos están aprendiendo mucho sobre el cerebro: cómo puede tomar decisiones en una fracción de segundo, cómo aprende de los errores del pasado, cómo convierte pulsos de luz en una escena visual compleja. Pero, para algunos, descifrar el lenguaje de los pulsos eléctricos que viajan a través de nuestro cerebro es solo la mitad de la historia. La segunda parte, y una que es mucho más filosófica y compleja, es cómo esa actividad cerebral se traduce en conciencia: la autoconciencia de una persona y la percepción del mundo que la rodea.

Bill Newsome , neurocientífico de la Universidad de Stanford en Palo Alto, CA, ha pasado los últimos veinte años estudiando cómo las neuronas codifican la información y cómo la utilizan para tomar decisiones sobre el mundo. En la década de 1990, él y sus colaboradores pudieron cambiar la forma en que un mono respondía a su entorno enviando sacudidas eléctricas a ciertas partes de su cerebro. Los hallazgos dieron a los neurocientíficos una enorme comprensión del funcionamiento interno del cerebro.

Pero Newsome está obsesionado con una pregunta persistente: ¿Cómo surge la conciencia de la función cerebral? Siente que la mejor manera de responder esa pregunta es implantando un electrodo en su propio cerebro y viendo cómo la corriente eléctrica cambia su percepción del mundo.

Newsome no sería la primera persona con un implante cerebral. Los pacientes con epilepsia se someten a estimulación eléctrica antes de la cirugía cerebral. Un hombre paralítico de Nueva Inglaterra tiene un implante experimental que traduce su actividad cerebral en movimientos de un brazo robótico. Y, quizás el más famoso, Kevin Warwick, profesor de cibernética en la Universidad de Reading, Reino Unido, implantó por primera vez un chip en las fibras nerviosas de su brazo en 2002, luego implantó un chip en el brazo de su esposa, como parte de su búsqueda para convertirse en un cyborg.

No es seguro que Newsome obtenga la aprobación para una empresa tan radical. Pero, si lo hace, su experimento no tendrá el interés de curar una enfermedad o convertirse en una máquina humana. Espera hacer algo más amplio: comprender la conciencia.

Revisión de tecnología : ¿Por qué es tan importante para ti comprender la conciencia?

Bill Newsome : Creo que la forma en que la conciencia surge de la función cerebral es una de las preguntas más fascinantes e importantes de toda la neurobiología. Si entendemos el sistema completamente (de entrada a salida) a nivel celular, pero aún no sabemos exactamente qué causa los fenómenos mentales conscientes, habremos fallado.

TR: La mayoría de sus experimentos se han realizado con monos. ¿Cómo empezó eso a dar forma a su punto de vista sobre la relación entre las funciones cerebrales y la conciencia humana?

BN : Estudiamos la percepción del movimiento. Entrenamos a los monos para que observen un patrón de puntos que se mueven en una dirección determinada y para que informen la dirección de los puntos moviendo sus ojos en la misma dirección. Si un mono elige la respuesta correcta, obtiene una recompensa.

Este comportamiento simple contiene un mundo en términos de comprensión de cómo el sistema nervioso realiza un comportamiento inteligente. La información sensorial que llega al cerebro a través del ojo debe codificarse en algún lenguaje neuronal que represente el estímulo dentro del cerebro. Sobre la base de esta representación neuronal, el mono debe emitir un juicio de alto nivel sobre lo que realmente está viendo. Esta decisión, a su vez, guía la selección de una respuesta motora, para mirar hacia la izquierda o hacia la derecha.

TR: Y agregaste un nuevo nivel a esta configuración experimental estimulando el cerebro del mono.

BN : Colocamos un electrodo en un área del cerebro conocida como MT. Las células en esta área responden selectivamente a una dirección de movimiento específica. Algunas celdas están activas cuando el mono mira los puntos que se mueven hacia la izquierda, algunas celdas están activas cuando el mono mira los puntos que se mueven hacia la derecha. La gente había sospechado durante mucho tiempo que la MT era importante para nuestra capacidad de ver el movimiento. Así que hicimos un experimento en el que estimulamos estas células artificialmente con pequeños pulsos de corriente eléctrica; cambió lo que los monos informaron haber visto.

TR: Entonces, con los experimentos con monos, puede estimular el cerebro de maneras muy enfocadas y cambiar la forma en que responde el mono. Pero el mono no puede decirte lo que ve cuando estimula el cerebro.

BN : Sí. Las personas pueden informar de lo que ven, oyen o sienten, pero con los monos solo se puede observar su cambio de comportamiento. No puedo meterme en la cabeza de un mono y ver lo que realmente ve el mono.

Esto llega al núcleo del debate actual sobre el estudio de la conciencia. ¿Cuál es la experiencia consciente que acompaña a la estimulación y la decisión del mono? Incluso si supiera todo sobre cómo las neuronas codifican y transmiten información, es posible que no sepa lo que experimenta el mono cuando estimulamos su MT.

TR: La gente ha demostrado que estimular el cerebro humano también puede hacer cosas similares, ¿verdad?

BN : La estimulación eléctrica del cerebro no es nueva. Wilder Penfield, un neurocirujano de Canadá en las décadas de 1930 y 1940, que fue pionero en el tratamiento neuroquirúrgico de la epilepsia, fue el primero en comenzar a estimular el cerebro de humanos conscientes. Quería poder identificar las partes del cerebro involucradas en el habla y el movimiento, antes de extraer la parte del cerebro que pensaba que era responsable de la enfermedad, por lo que desarrolló formas de hacer un agujero en el cráneo y exponer el cerebro por completo. humanos conscientes.

Mientras estaba allí estimulando el cerebro con fines clínicos, también estimuló otras partes del cerebro. Demostró que al estimular la corteza visual, puede hacer que las personas vean estrellas o destellos de luz. Cuando estimuló la corteza auditiva, las personas pudieron escuchar señales de zumbido. Cuando profundizaba en el cerebro, en la corteza temporal, podía provocar percepciones complejas. Un paciente decía cosas como: 'Estoy sentado en el porche trasero de la casa de mi madre y ella me llama para cenar'.

Hizo todo esto en la década de 1930, pero el campo nunca llegó a ninguna parte porque no sabía nada sobre los circuitos del cerebro. Penfield solo estaba estimulando tejido neural de naturaleza desconocida. Pudo provocar fenómenos conscientes, pero no logró comprender cómo, exactamente, los fenómenos conscientes están relacionados con el [comportamiento] de las neuronas activadas.

Ahora conocemos las células individuales, los circuitos neuronales y sus propiedades selectivas. De modo que podemos formular mejores hipótesis sobre cómo las células pueden contribuir a fenómenos cognitivos como la percepción, la memoria o la atención. Podemos ajustar partes del sistema cuidadosamente seleccionadas y obtener una respuesta predecible.

TR: Entonces, ¿cómo planea comprender el vínculo entre la actividad en partes específicas del cerebro y la conciencia?

BN : No sé cómo averiguarlo, pero me parece que estimular un cerebro humano como el mío sería un buen punto de partida. Si pudiera estimular mi MT, entonces, presumiblemente sabría y podría decir si realmente veo los puntos [reales] moviéndose [como en los experimentos de los monos] o algo completamente diferente. Este sería un comienzo para identificar los [aspectos específicos de la conciencia que acompañan a] la activación neural en diferentes puntos del sistema nervioso.

TR: ¿Cree que realmente podría obtener la aprobación regulatoria? ¿Cuáles son las principales cuestiones éticas?

BN : Obtener la aprobación para hacer algo como esto sería difícil. Cualquier experimento humano en este país está bajo un riguroso escrutinio. Los abogados y administradores de las instituciones ven con malos ojos este tipo de cosas debido a los problemas de responsabilidad. Y ahí es un argumento definido de pendiente resbaladiza. Podría ser capaz de defender mi propio experimento, pero podría sentar un precedente para otros para quienes sería más arriesgado.

Por ejemplo, si hiciera este experimento, probablemente sería un gran problema y saldría en los periódicos. Algún joven estudiante de posgrado podría verlo como una forma de avanzar en su carrera y decidir hacerlo. Él podría correr un riesgo mayor que yo. Quizás indague más profundamente en su cerebro, donde hay más riesgo de dañar la vasculatura. Sería incómodo pensar que fui responsable en parte de eso, incluso si mi propia aventura resultó bien.

TR: ¿Realmente quieres hacer esto?

BN : Bueno, lo he pensado con mucho cuidado. He hablado con neurocirujanos, tanto en los Estados Unidos como fuera del país, donde el entorno regulatorio es menos estricto, sobre lo práctico y arriesgado que es. Si el riesgo de complicaciones posquirúrgicas graves fuera de uno en cien, no lo haría. Si fuera uno entre mil, consideraría seriamente hacerlo. Para mi disgusto, la mayoría de los cirujanos estiman que el riesgo se encuentra entre mis puntos de referencia.

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