Los Implantes de Memoria ya no son ciencia ficción

En uno de los episodios de la distópica serie, Black Mirror, un pequeño dispositivo implantable detrás de la oreja, llamado ‘el grano’ (por su similitud con un grano de arroz), garantiza la habilidad de recordar, acceder y revisitar cada uno de los momentos de nuestras vidas en perfecto detalle, como si de un película se tratase.

Fotograma del capítulo de Black Mirror "The Entire History of You", dónde podemos ver lo que un usuario del 'el grano' puede ver para acceder a sus recuerdos.

Fotograma del capítulo de Black Mirror “The Entire History of You”, dónde podemos ver lo que un usuario del ‘el grano’ puede ver para acceder a sus recuerdos.

Theodore Berger, ingeniero biomédico de la Universidad del Sur de California, no puede prometer ese tipo de detalle perfecto en el recuerdo -quizá por lo mejor- pero está trabajando en un prótesis de memoria.

El dispositivo se implanta directamente en el cerebro y mimetiza la función de una estructura cerebral llamada hipocampo estimulando eléctricamente el cerebro de un modo concreto en que se forman los recuerdos -al menos en ratas y monos-. Y ahora está llevando a cabo pruebas con una versión de este dispositivo que podría funcionar en humanos.

Theordore Berger

Theordore Berger

El dispositivo de Berger gira entorno a una teoría sobre cómo el hipocampo transforma los recuerdos a corto plazo (como dónde hemos dejado las llaves) en recuerdos a largo plazo (para poder encontrarlas más tarde).

En sus experimentos primerizos, él tocaba un tono musical para luego soplar aire a la cara de un conejo, haciendo que éste parpadeara. Con el tiempo, bastaría con tocar ese tono para hacer que el conejo parpadeare, como en el caso del perro de Pavlov.

El Perro de Pavlov, dónde el propio perro menciona a otro: ""

El Perro de Pavlov, dónde el propio perro menciona a otro: “Mira que puedo hacer que haga Pavlov, tan sólo he de babear para hacer que Pavlov escriba en su bloc.”

Berger grabó la actividad del hipocampo con electrodos, y a medida que los conejos aprendían a asociar el tono con la soplada de aire, los patrones de las señales cambiaban de un modo muy predictivo.

“El hipocampo estaba activamente involucrado y modificaba su patrón de activación con el entrenamiento”, menciona Gregory Clark, antiguo aprendiz de Berger y profesor de ingeniería biomédica en la Universidad de Utah. Berger llama a este patrón de activación como un código de espacio-tiempo: se define entre dónde están situadas las neuronas en el cerebro y cuándo se activan“A medida que este código de espacio-tiempo se propaga entre las diferentes capas del hipocampo, este código cambia hacia otro” menciona Berger. “Y no entendemos aún el por qué, pero cuándo se revela, ese código espacio-tiempo es lo que el resto del cerebro reconoce y usa como recuerdo a largo plazo”.

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El código resultante representa la memoria que el resto del cerebro usa como una señal (para esos conejos, a parpadear en el momento de oír el tono). Berger afirma que es capaz de modelar matemáticamente la regla general que el hipocampo usa para convertir recuerdos a corto plazo en recuerdos a largo plazo.

Con esta regla general en la mano, ha construido hipocampos artificiales para ratas. Para ello, en primer lugar les ha tenido que enseñar a completar algunas tareas de memoria: le ha enseñado a presionar una entre dos palancas, luego les ha distraído con una luz. Al volver a la tarea, les ha enseñado a usar la palanca de al al lado para demostrar que recodaban.

Durante todo este experimento, Berger y su equipo han grabado la activación del hipocampo, anotando qué códigos correspondían al recuerdo de usar la palanca. Tomaron los datos de los patrones de activación entrantes y salientes del hipocampo y, con ellos, desarrollaron un modelo matemático que es capaz de predecir cualquier código espacio-tiempo saliente correspondiente con cualquier código espacio-tiempo entrante. Luego, cuando Berger administró a las ratas una droga que bloquea la formación de recuerdos, usó su dispositivo para estimular eléctricamente el cerebro con el patrón de pulsos (el código espacio-tiempo saliente) predicho por su modelo.

Entonces la rata presionaba la palanca correcta. Berger afirma,  “Recordaban el código correcto como si lo hubiesen creado ellas […] ahora estamos poniendo los recuerdos en el cerebro”.

Berger también ha probado la prótesis en la parte del córtex prefrontal de los macacos. Este área interviene en funciones ejecutivas como usar los recuerdos para solucionar un problema nuevo. En ese contexto, el implante también mejoró la memoria del primate.

Comparativa del hipocampo de ratas, macacos y humanos.

Comparativa del hipocampo de ratas, macacos y humanos.

 

¿Podría funcionar un implante similar en un humano?

Según Dustin Tyler, profesor de ingeniería de la Universidad “Case Western Reserve”; “Todas estas interfaces protésicas con el cerebro tienen un reto fundamental […] Hay billones de neuronas en el cerebro y trillones de conexiones entre ellas que hacen que funcionen juntas como un equipo. El intento de encontrar una tecnología dirigida a esa masa de neuronas y capaz de conectarlas todas en con un nivel de resolución aceptable es complicado

Incluso los implantes cocleares (que estimulan un rango de frecuencias de sonido del nervio auditivo con un par de docenas de electrodos) son incapaces de imitar el sonido perfectamente. L@s científic@s están aún lejos de estimular recuerdos concretos, con todos sus inputs sensoriales, especialmente con un código eléctrico y sólo 100 electrodos.

Este hecho no paró a una nueva startup llamada Kernel a alinearse con Berger, financiando parcialmente su investigación y denominándolo Chief Science Officer.

Los primeros objetivos de Kernel son traer el implante de Berger al mercado cómo un dispositivo médico que pueda ayudar a las discapacidades de memoria.

Actualmente Berger está llevando a cabo tests humanos con una versión de prueba del dispositivo y menciona que los pacientes están mostrando buenos resultados en tests de memoria. Pero con el tiempo el CEO de Kernel, Bryan Johnson quiere desarrollar dispositivos que se puedann implantar fácilmente y que aumenten la inteligencia humana en áreas como la atención, la creatividad y la concentración.

El Implante de Berger

El Implante de Berger

Esta última meta significará para las agencias regulatorias adentrarse en nuevas aguas: ¿se trata de dispositivos médicos o de consumo? ¿Quién debe regularlos?

Según la Administración de Alimentación y Medicamentos, un implante contaría cómo dispositivo médico en términos de diagnosticar o tratar alguna condición médica o para afectar a la estructura y a la función del cuerpo. Pero un implante subdérmico que tan sólo sugiera que puede incrementar la concentración o la creatividad caería fuera de este ente regulatorio, como ocurre ya con los suplementos dieteticos o los estimulantes cerebrales.

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Johnson aún no se ha posicionado en la dirección que tomarán sus dispositivos: dependerá de cada uno de ellos, sus aplicaciones y sus efectos secundarios potenciales. Todos los dispositivos médicos y medicamentos tienen sus posibles efectos secundarios.

Tan sólo podemos esperar a ver si todo esto será una molestia benigna o la inspiración pera un nuevo y escalofriante episodio de Black Mirror.

Buen Domingo!! 🙂


Artículo Original: “The Neuroscientist Who’s Building a Better Memory for Humans” en Wired.

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