La próxima evolución

Una ínfima fracción de segundo antes de que yo mueva la mano, Daniel Pérez Marcos ya sabe que la voy a mover. Y cuando no la muevo, sino que sólo imagino que la muevo, también lo sabe. No es telepatía, sino electricidad. En estos momentos soy un sujeto de experimentación en el Instituto de Neurociencias de Alicante; en concreto, en un laboratorio del Grupo de Fisiología del Córtex Cerebral que dirige Mavi Sánchez Vives. Tengo puesto un gorro de tela con pequeños agujeros redondos distribuidos a intervalos regulares, en los que hay colocados electrodos que registran la actividad eléctrica de decenas de miles de mis neuronas. Del gorro salen cables conectados a amplificadores, conectados a su vez a un ordenador. En la pantalla, un gráfico se mueve al ritmo de mis pensamientos. Por eso el investigador Daniel Pérez Marcos sabe lo que pienso.

Pienso en mover la mano. Y ahí está lo difícil: pensarlo, pero no hacerlo. ¿Lo ha probado? No es tan fácil. Hay que concentrarse; no prestar atención a los ruidos, a si hace frío o calor o a si se tiene la boca abierta o cerrada. Ni siquiera hay que esforzarse demasiado en tratar de hacerlo bien. Todas esas distracciones generan ruido mental, o sea, eléctrico, que confunde al ordenador, y el resultado es que el experimento no sale como al sujeto le gustaría. Una sensación frustrante. Sobre todo si se sabe que hay monas que han hecho pruebas parecidas, incluso mucho más sofisticadas, a la perfección.

El ejercicio consiste en mover con el pensamiento una mano; pero no la mano propia, sino una virtual. Para eso, además del gorro con electrodos, tengo unas gafas para ver en tres dimensiones, y estoy ante una gran pantalla que muestra un brazo izquierdo apoyado sobre una mesa tal como ahora lo está el mío. Lo que veo podría ser una extensión de mi propio brazo. Y debo lograr que el brazo virtual obedezca mis órdenes, unas órdenes que envío sólo con mis pensamientos. El código es: cuando pienso que muevo la mano izquierda, la mano del brazo virtual se cierra; cuando pienso que muevo los pies, se abre. ¿Cómo es posible? El área del cerebro que controla el movimiento de la mano izquierda es distinta de la que controla el movimiento de los pies; cuando las neuronas de una u otra área se activan, los electrodos lo detectan y envían la señal al ordenador, y éste, obviamente, a la mano virtual.

Bueno, abrir o cerrar una mano virtual tal vez no parezca una gran hazaña. Pero todo depende de quién la lleve a cabo. Una de las primeras frases escritas con un teclado visual por una tetrapléjica capaz de hacer un clic en cada letra con un cursor movido sólo con el pensamiento fue: "I love it" ("Me encanta"). El autor del experimento, John Donogue (Universidad de Brown, Providence, Estados Unidos) le había preguntado: "¿Te gusta esta técnica?". Donogue es uno de los pioneros en este campo de las órdenes mentales, pero no es ni mucho menos el único. Ésta es un área en auténtica explosión. También en Europa y Asia, varios laboratorios tratan de usar el pensamiento para mover no sólo cursores, sino brazos mecánicos, sillas de ruedas, sofisticadas prótesis… Y lo más de lo más, el bucle del bucle: a uno mismo. El objetivo último es que cualquiera pueda pasearse virtualmente por un mundo digital al estilo de Second life, pero sintiéndose realmente allí. ¿Posible?

Lo que está claro es que el cerebro humano empieza a ser visto por los científicos e ingenieros como un procesador central al que conectar periféricos a voluntad. ¿No es ésa la máxima aspiración del bionismo, la fusión más íntima entre el hombre y la máquina? En relativamente poco tiempo, la ciencia pura y dura parece haber acortado distancias con la ciencia-ficción. Y el producto de ello no son sólo experimentos sorprendentes. Otra consecuencia es que algunas de las reflexiones hasta hace poco reservadas a personajes de ficción las hacen ahora los propios investigadores. Por ejemplo, ¿qué pasa si los nuevos accesorios acaban no sólo sustituyendo una función humana natural perdida, sino que además la mejoran?, ¿o si añaden habilidades nuevas? ¿Por qué privar a los no discapacitados de tener un tercer brazo, real o virtual? ¿Se mejorará la especie a sí misma con esta tecnología? ¿Ha tomado el hombre tecnológico por fin las riendas de su propia evolución?

Sería bonito poder recurrir siempre a la ciencia como a una fuente de respuestas correctas, pero la cosa no funciona así. Cuando se pregunta a varios científicos si la evolución sigue actuando sobre la especie humana, sus respuestas son distintas. No se trata de imaginar al hombre del futuro con una cabeza más grande, sin muela del juicio o con superpulgares para enviar mejores SMS. Sí es concebible, en cambio, que la evolución acabe premiando con más hijos a quienes resistan mejor ante el virus del sida o el parásito de la malaria.

Para otros, sin embargo, la presión selectiva actual ya no es biológica, sino económica y cultural: "La evolución biológica ha terminado, o es mucho menos importante que hace 20.000 años. No existe ya una selección biológica real: lo que les pase a mis hijos dependerá de en qué condiciones vivan, no de sus características biológicas", decía recientemente James Hughes, del Instituto para la Ética y Tecnología Emergentes en Hartford (Estados Unidos), en un debate sobre el futuro de nuestra especie organizado por el Laboratorio Europeo de Biología Molecular en Heidelberg (Alemania).

Así que, de acuerdo: los futuros componentes cyborg no pasarán de padres a hijos, como tampoco se hereda biológicamente el carácter facilidad de acceso a los antibióticos; pero seguramente la importancia para la calidad y la esperanza de vida de los cachivaches tecnológicos que enmendarán el cuerpo en el futuro será, como la de los antibióticos, comparable a la de los propios genes.

Es más, tampoco hay que esperar mucho tiempo para comprobarlo. ¿No somos ya, al menos en el mundo rico, medio cyborgs? Los marcapasos empezaron a implantarse en los sesenta y los han llevado ya millones de personas en todo el mundo. El primer corazón artificial, Abiocor, ha mantenido vivos durante año y medio a pacientes que esperaban un trasplante de corazón. Hoy, cualquier europeo puede cargar en su cuerpo el titanio de sus prótesis óseas o dentales.

Y la lista es mucho más larga. Los primeros implantes cocleares nacieron en los setenta con el humilde objetivo de ayudar a los sordos en la lectura de labios. Transmitían los sonidos recogidos por un micrófono a la cóclea, en el oído interno, mediante un único electrodo que la estimulaba. Hoy se usan 22 electrodos y un pequeño microchip para procesar las señales. Los resultados son tan buenos que más de 100.000 personas, la mitad niños, oyen hoy casi normalmente gracias a estos oídos biónicos.

El equivalente ocular de los implantes cocleares tardará un poco más. Alrededor de una decena de voluntarios prueban o han probado ya en Europa (Alemania) y Estados Unidos ojos biónicos experimentales, en los que unos cuantos electrodos hacen el trabajo de células de la retina dañadas. Una minúscula cámara montada en unas gafas recoge las imágenes y las transmite a un microprocesador; éste las traduce a señales eléctricas y las envía de vuelta a los electrodos en la retina. El resto es la ruta fisiológica habitual. En su versión actual, los ojos biónicos permiten distinguir contornos, luces y sombras, lo que ya se considera un gran éxito. Pronto se colocarán más electrodos -uno de los implantes pasará de los actuales 60 a 200-. Pero los neurocientíficos se esfuerzan además en descifrar cómo se hablan la retina y el cerebro, un conocimiento necesario para aprender a estimular la retina de forma adecuada. La opinión es que los ojos bió­nicos no serán realidad mañana, pero lo serán.

¿Más de lo que hay o está al caer? Marcapasos cerebrales para controlar los síntomas del parkinson, implantados en decenas de miles de pacientes en los últimos cinco años. Cables de menos de un milímetro de grosor con electrodos en un extremo se introducen hasta regiones precisas en el cerebro, del tamaño de una alubia, y por el otro extremo salen del cráneo y llegan, bajo la piel, hasta un dispositivo en la clavícula que genera impulsos eléctricos, que los electrodos transmiten al cerebro. Por alguna razón todavía no bien comprendida, esa estimulación eléctrica cerebral mitiga los síntomas del parkinson. La misma técnica se usa para tratar dolor crónico, y está en ensayo para casos graves de epilepsia e incluso de depresión

Otra entrada en el catálogo de "la nueva body shop" -en expresión de The Times- son los pequeños implantes que estimulan eléctricamente músculos que han perdido su función. Instalados en los esfínteres paliarían la incontinencia -están aún en ensayo-, y en el brazo de alguien que sale de un infarto cerebral podrían contribuir a recuperar el control de la mano.

Todo lo anterior parece modesto comparado con el proyecto de Ted Berger, director del Centro de Ingeniería Neural en la Universidad de California del Sur (Estados Unidos). Su objetivo es desarrollar una prótesis nada menos que para el cerebro, en concreto para el hipocampo, implicada en consolidar los recuerdos a largo plazo. No se trata ya de lanzar estímulos eléctricos a una región cerebral, sino realmente de reemplazar el hipocampo, o parte de él, y asumir su función. La reacción de muchos neurocientíficos ha sido: "¡Pero si ni siquiera sabemos cómo el hipocampo hace lo que hace!". Y Berger ha respondido (a la revista Popular Science): "No necesito una gran teoría de la mente para resolver lo que es esencialmente un problema de procesado de señales. No hace falta entender la música para reparar un CD".

Como efectivamente Berger no sabe cómo funciona el hipocampo, lo que ha hecho ha sido copiar lo que hacen las neuronas de esta estructura cerebral. En su grupo han pasado dos décadas mandando impulsos eléctricos a neuronas de hipocampo de rata mantenidas en cultivo, y registrando sus respuestas. Con esos datos han hecho un modelo matemático del comportamiento de estas neuronas, lo han grabado en un chip y luego han sustituido con él parte del tejido neuronal en cultivo. Y de nuevo han estimulado el cultivo biónico resultante con impulsos eléctricos. Si su respuesta era equiparable a la de los cultivos no biónicos, el chip cumplía bien su papel de neurona o grupo de neuronas.

Aparentemente lo hacía, así que Berger puede mostrarse aún más seguro de sí mismo. El próximo paso será implantar ese chip de hipocampo en el cerebro de ratas vivas, después en monos y, por último (el grupo dice en su web que en el plazo de cinco años), en personas. Berger cree que podría servir para algunos enfermos de alzheimer o infarto cerebral, pero sabe que sus colegas son escépticos. Su abordaje es para algunos demasiado simplista, a otros les asustan posibles efectos secundarios de tipo cognitivo. En cualquier caso, al laboratorio de Berger llega dinero del Pentágono, de la Fundación Nacional de la Ciencia estadounidense, de los Institutos Nacionales de Salud estadounidenses… El sueño de tener un futuro chip de memoria para una población cada vez más vieja -¡y, por qué no, para jóvenes en busca de más capacidad de almacenamiento!- es demasiado tentador.

Sobre una mesa del laboratorio de Ramón Ceres, en el Instituto de Automática Industrial (IAI) del Consejo Superior de Investigaciones Científicas, en Arganda del Rey (Madrid), hay una prótesis de mano. Es un prototipo desarrollado dentro de un proyecto europeo, y hoy por hoy es toda metal y cables. Ceres cuenta que los psicólogos enseguida les aconsejaron humanizarla estéticamente. A nadie le gusta ser "el del gancho", nadie farda de tener una prótesis.

¿Nadie? Ummm. Cuando se contempla a la atleta estadounidense Aimee Mullins surgen dudas. "La gente suele compadecerme porque no tengo piernas. ¡Pero si tengo diez pares!", decía Mullins el año pasado en una jornada sobre cómo mejorar al ser humano (llamado H2.0, de humanos 2.0) organizada por el Instituto Tecnológico de Massachusetts (MIT) en Cambridge (EE UU). "Cuando me ven en las portadas, mucha gente piensa que es algo hecho con Photoshop". Mullins, amputada de ambas piernas, modelo de moda y actriz, ayudó a desarrollar las prótesis cheetah (leopardo), inspiradas en las piernas del animal más rápido del mundo. Con ellas ha establecido varios récords paralímpicos. Las cheetah son también las piernas del atleta surafricano Oscar Pistorious, que compite habitualmente contra corredores sin discapacidad y aspiraba a ser olímpico en 2008 en Pekín, hasta que la Asociación Internacional de Federaciones de Atletismo dictaminó, en enero, que sus prótesis podrían proporcionarle una ventaja sobre el resto de corredores.

Junto a mullins intervino también en el Proyecto Hugh Herr, cuyo grupo de investigación en biomecatrónica, en el propio MIT, desarrolla exoesqueletos, estructuras externas que dotan al cuerpo de habilidades suprahumanas (cargar con decenas de kilos sin apenas notarlo, correr y saltar al estilo "botas de siete leguas"…). Además, Herr se atreve con una aproximación distinta a la cuestión biónica: robots movidos con músculos orgánicos. Ya han creado un pequeño ingenio nadador movido con músculos biológicos. Pero en el H2.0, el golpe de efecto de Hugh Herr llega cuando se levanta los bajos de los pantalones: "Ah, olvidaba decirles que soy un amputado. Siempre se me olvida". Otro que presume de prótesis. Al acabar su intervención hace una demostración de escalada: "Los médicos me dijeron que no podría volver a escalar. Ahora, mis compañeros dicen que tendrían que amputarse ellos también". Y es que este investigador juega con ventaja: tiene un par de pies para escalada en hielo, otro para meter en las fisuras… El periodista John Hockenberry, presentador de H2.0, reflexiona: "¿No son ya todas estas prótesis una forma de mejora del cuerpo? En una escala de adaptaciones puede que un amputado esté en desventaja frente a un no amputado, si están desnudos. Pero frente a alguien con un exoesqueleto, ambos estarán en desventaja, ¿no? En un mundo donde el cuerpo humano se extiende hasta tener cuatro ruedas y desplazarse a 120 por hora, hasta poder comunicarse con otra persona a miles de kilómetros de distancia, el factor natural es sólo uno de los que distinguen entre un organismo mejor y peor adaptado.

Volvamos a la mano del IAI, en Arganda. Es un artilugio sofisticado que admite más movimientos de muñeca y dedos que las prótesis convencionales. Pero sigue siendo una prótesis convencional en cuanto a la forma de comunicarse con ella. Para mover esta mano, su portador no piensa "mueve la mano", sino "contrae el bíceps". Es decir, tiene que hacer un cierto rodeo mental. Y es que la única señal que la prótesis puede detectar es la contracción de determinados músculos del portador. Esta mano no tiene acceso a la información que viaja por el nervio motor desde el cerebro, y que es por donde podría llegar la orden directa "muevo la mano". Pues bien, esta comunicación indirecta, con rodeo, cuerpo-prótesis es la más avanzada hoy disponible en el mercado. Incluso en la llamada mano biónica implantada el pasado enero en Barcelona y Valencia, pese a su avanzado diseño y sus numerosos grados de libertad, se recurre a ese control indirecto.

Mejorarlo es el objetivo principal de las futuras prótesis de extremidades. Se quiere que las prótesis sean realmente una prolongación del cuerpo, que el cerebro las sienta como propias y que puedan no sólo moverse como miembros normales, sino también percibir calor y frío, presión, humedad…

¿Un sueño irrealizable? Tiempo al tiempo. Este mes se ensaya en personas amputadas por primera vez la Cyberhand, la primera mano que aspira a ser totalmente biónica. Si cumple con lo que promete el título estará justificado, porque, además de parecerse a las manos normales mucho más que las demás prótesis, irá conectada directamente a los nervios del brazo. Y hay un más difícil todavía: que Cyberhand envíe de vuelta, también por vía nerviosa, información sensorial al cerebro.

Todo un reto porque precisamente resolver bien el problema de la interacción nervio-electrodo es hoy uno de los principales escollos en este campo. "Los avances en la última década han sido espectaculares", explica Xavier Navarro, neurocientífico de la Universidad Autónoma de Barcelona y jefe de uno de los grupos en Cyberhand -un proyecto de la UE liderado por el Laboratorio de Tecnologías y Sistemas Robóticos Avanzados, en Pisa (Italia), con participación también de grupos daneses y alemanes-. "La robótica se ha desarrollado muchísimo, se hacen prótesis casi con la misma capacidad de movimiento que las extremidades biológicas. Y en la neurociencia también ha habido avances. Pero el problema está justamente en la interacción". Si no hay avances en este punto, Cyberhand y otras prótesis similares acabarán en la estantería. Puede que Ted Berger una chips a neuronas sueltas y le funcione, pero hacerlo con el nervio de alguien vivo, y pretender que haya comunicación de ida y vuelta, no es lo mismo.

Los investigadores de Cyberhand se apoyan en un experimento, realizado en 2004 por otro grupo, en el que se registró en muñones de amputados la señal eléctrica de los nervios seccionados. Quedaba así demostrado que esos nervios aún funcionan, y, es más, la señal que transmitían llegó a usarse para mover cursores en una pantalla.

Otro logro es el de Todd Kuiken, del Instituto de Rehabilitación de Chicago (Estados Unidos), que ha implantado a dos personas sofisticadas prótesis de brazo que responden cuando el cerebro ordena mover eso, el brazo, y no un músculo en otra parte. El truco está en que Kuiken ha redirigido los nervios que antes controlaban el brazo ahora amputado hacia el pecho, y los ha conectado a músculos pectorales sanos; gracias a esa trampa, ahora los pectorales se contraen cuando el amputado piensa en mover el brazo, y el resto es como en las prótesis convencionales: electrodos que detectan la activación del músculo y transmiten la señal a la prótesis.

También hay otra posible vía de comunicación con prótesis: el control mental. Que es lo que intento conseguir yo en el laboratorio de Daniel Pérez Marcos en Alicante. Finalmente mi mano virtual se ha movido tímidamente. A veces al revés de lo que debía, pero se ha movido. Que la imagen en una pantalla se mueva en función de los propios pensamientos… impresiona. Y eso que abrir o cerrar una mano virtual no es gran cosa. Cuando hace sólo cinco años el grupo de Miguel Nicolelis, con el español José Carmena, consiguieron en la Universidad de Duke (EE UU), que una mona manejara mentalmente un brazo robótico sí que fue una hazaña. La mona lo hacía como si nada. Tras algunas semanas de entrenamiento parecía haber integrado el brazo en el esquema mental de su propio cuerpo. Ella llevaba los electrodos implantados en su corteza motora. Poco después, John Donogue hizo un experimento similar con personas: implantó electrodos en la corteza cerebral de dos tetrapléjicos, y uno de ellos, Matthew Nagle, logró desde jugar al pimpón en el ordenador hasta mandar correo electrónico o manejar una mano robótica. Nagle podía mandar órdenes mentales y hacer otra cosa al mismo tiempo. Al cabo de nueve meses, el implante dejó de funcionar y el experimento terminó.

Pero se habían probando al menos dos cosas: que efectivamente es posible pinchar el cerebro humano para extraer directamente de él las órdenes, y que instalar electrodos en el cerebro dejándolos conectados a gruesos cables al exterior no es por ahora un procedimiento generalizable a todo el mundo. Donogue ha fundado ya una empresa, Cyberkinetics, para comercializar esta tecnología, pero muchos de sus colegas, Nicolelis incluido, la consideran demasiado invasiva y arriesgada, y apuestan por seguir mejorando las técnicas de registro externo, como el gorro de electrodos.

Lo que está claro es que en los últimos años esta área de investigación ha explosionado. Las posibilidades son espectaculares, y no sólo para personas con discapacidad. Se piensa en usar control mental, por ejemplo, para manejar robots que operan en entornos peligrosos para el hombre. Si, como ocurría con la mona pionera, el nuevo periférico acaba integrándose en el espacio mental del sujeto, sería como tener una tercera, cuarta o quinta extremidad.

Otra aplicación es la que explora Mavi Sánchez Vives en Alicante -a punto de trasladarse a Barcelona, al Instituto de Investigaciones Biomédicas Idibaps- junto con Mel Slater (Universidad Politécnica de Cataluña y University College London) y el resto de los miembros del proyecto europeo Presenccia. Su objetivo último es "sentirse en un mundo virtual como si fuera real", explica Sánchez Vives. Para lograrlo, antes hay que saber, entre otras cosas, si es posible controlar una representación virtual de uno mismo con el pensamiento, y si el controlador puede llegar a identificarse con su avatar. El año pasado, varios grupos de Presenccia demostraron que, al menos para la primera pregunta, la respuesta es sí.

¿Es eso mejorar la especie humana? ¿Habría que poner algún tipo de límite a todas estas mejoras? (como la no admisión de Pistorius en Pekín). Algunos, mirando lejos, han alertado de la posibilidad de que la especie humana se escinda: biónicos, frente a cien por cien orgánicos. Pero echen un vistazo a las prótesis que usan en la mayor parte del mundo los amputados por minas antipersona y compárenlas con las que se fabrican, por ejemplo, en el MIT. ¿Realmente hay que mirar tan lejos para ver una escisión en la especie?