Mundial: las sorpresas tecnológicas de Brasil

Aunque los países vibren al compás de la conformación de los equipos, el próximo Mundial de fútbol de Brasil tal vez no se recordará sólo por la destreza de los astros del balón, los goles o el resultado electrizante de la final, sino por los diferentes adelantos tecnológicos que se verán desde la primera jugada de la ceremonia de apertura. Si todo sale como está previsto, el 12 de junio se producirá un hito tecnológico sin precedente: el puntapié inicial del torneo lo dará un adolescente brasileño con paralisis que pateará la pelota enfundado en una "armadura" robótica controlada por su cerebro. Este prodigioso traje biónico –o exoesqueleto, como lo llama Miguel Nicolelis, el científico que lo concibió en la Universidad de Duke– le permitirá caminar en el campo de juego.

Controlará sus movimientos con señales originadas en su cerebro y transmitidas en forma inalámbrica a una computadora del tamaño de una laptop que llevará en una mochila.

Una vez "traducidas" por la computadora al lenguaje digital, esas señales cerebrales comandarán el intrincado mecanismo para que realice los movimientos que, debido a lesiones neurológicas, su organismo ya no es capaz de realizar.

"Al aproximarse a la pelota, el pateador verá cómo uno de sus pies toma contacto con ella. Trescientos milisegundos más tarde, las señales cerebrales instruirán al pie robótico para que enganche la esfera y la lance", escribe Nicolelis, en un artículo para Scientific American, en el que describe los fundamentos del proyecto Walk Again, una colaboración internacional entre el Centro de Neuroingeniería de la Universidad de Duke, la Universidad Técnica de Munich, el Instituto Suizo de Tecnología de Lausana y el Instituto Edmond and Lily Safra de Neurociencia en Natal, Brasil, entre otros.

"Este tema de investigación se llama «brain computer interface» e intenta conectar el cerebro con una computadora; en este caso, con un robot –explica el doctor Sergio Lew, subsecretario de investigación y doctorado de la Facultad de Ingeniería de la UBA, y docente e investigador en el Instituto de Ingeniería Biomédica de la misma facultad–. En nuestro laboratorio lo hacemos con animales. Se trata de un área de punta, en la que, gracias a los avances en microelectrodos y métodos de medición, uno puede «conversar» con las neuronas con una confiabilidad considerable."

Según cuenta Lew, hay diferentes maneras de establecer una comunicación entre el cerebro y los sistemas electrónicos: "Nosotros utilizamos electrodos que colocamos en la corteza cerebral profunda de animales de experimentación –dice–. Estos dispositivos les permiten a una población de neuronas «hablar» directamente con sistemas digitales. Estudiamos el código neuronal del animal, tratamos de predecir cuál va a ser el movimiento que realizará mientras camina sobre una bola de telgopor y lo verificamos con un pequeño robotito que camina igual que la rata. Es precisamente lo que uno necesitaría si quisiera mover un exoesqueleto. En humanos, se están instalando chips de 500 o 1000 electrodos y se están logrando resultados impresionantes".

Aunque se sabe cómo estimular un músculo, no es sencillo decodificar qué quiere hacer el cerebro a partir de la lectura de un electroencefalograma. "Uno «lee» lo que dicen millones de neuronas, pero no todas hablan en el mismo idioma", dice Lew.

Típicamente, las neuronas están "calladas" y se activan tres o cuatro veces por segundo. Su parloteo se expresa en impulsos eléctricos que viajan entre los circuitos cerebrales con diferentes frecuencias que pueden llegar a los 20 o 40 herz.

"En algunos países, ya hay personas con implantes muy estables de más de un año –subraya Lew–. Pero en el caso del exoesqueleto, si uno quisiera que sirviera para varias personas, habría que reentrenarlo repitiendo varias veces lo que se desea hacer hasta que el decodificador vuelva a entenderlo."

Según el científico argentino, los desafíos que plantea el proyecto de Nicolelis son monumentales: "Le están pidiendo al dispositivo algo muy fino –explica–, que es patear una pelota. El sujeto no sólo debe prepararse por su parte, sino que tiene que entrenarse con su exoesqueleto; ambos deben estar preparados para cooperar".

Aunque ni Nicolelis ni ningún investigador de su equipo en Brasil respondieron a reiterados pedidos de entrevista (en el ambiente de su especialidad se lo conoce como una persona "muy difícil", que ya sufrió el abandono de varios colaboradores), distintos medios internacionales consignan que el programa de pruebas esenciales para lograrlo ya está en marcha. Ocho pacientes parapléjicos fueron seleccionados en San Pablo por la Asociación de Ayuda a Niños Discapacitados (AACD, según sus siglas en portugués), donde se creó un nuevo laboratorio de neurorrobótica. Allí analizan los datos de cada paciente para calibrar el funcionamiento del traje.

El proyecto se basa en casi dos décadas de trabajo en interfaces mente-máquina, desde que en los años 60 los científicos comenzaron a experimentar para ver si una señal nerviosa podía alimentar una computadora y desencadenar un comando que iniciara un movimiento en un dispositivo mecánico.

En los 90, Nicolelis y sus colegas inventaron un método a través del cual implantaban electrodos finos y flexibles como un cabello en cerebros de ratas y monos. Así, podían detectar señales eléctricas diminutas de cientos de neuronas individuales distribuidas a través del córtex frontal y parietal, las regiones donde se generan los movimientos voluntarios.

Ahora, con cientos de millones de televidentes, Nicolelis espera que la demostración marque un hito en la superación de la parálisis. Esto, escribe, "transmitirá a la audiencia global que el control mental de las máquinas se ha desplazado de los laboratorios y las especulaciones futurísticas a una nueva era en la que las herramientas capaces de ofrecer movilidad a pacientes discapacitados puede transformarse en realidad".

"Estamos en camino para que, tal vez en la próxima década, tengamos una tecnología que vincule el cerebro con máquinas mecánicas, electrónicas o virtuales", plantea. Y va aún más allá: "Ondas eléctricas voluntarias, el alfabeto biológico que subyace al pensamiento humano, maniobrará robots en forma remota, controlarán naves aéreas a distancia, y posiblemente incluso permitirán compartir los pensamientos y sensaciones de un individuo con otro en una red cerebral colectiva". En verdad, un panorama que pensábamos confinado a nuestras fantasías más audaces.

Nuevos diseños que salen a la cancha

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