Francis en #rosavientos: ‘Telepatía’ con tecnología no invasiva vía internet

Por Francisco R. Villatoro, el 21 septiembre, 2014. Categoría(s): Cerebro • Ciencia • Eureka (La Rosa de los Vientos) • Noticias • Science ✎ 2

Dibujo20140921 brain-to-brain communication - plos one

Ya puedes escuchar el podcast de mi sección ¡Eureka! en La Rosa de los Vientos de Onda Cero. Como siempre, una transcripción libre, enlaces y figuras.

En marzo de 2013 en Eureka hablamos de la comunicación, vía internet, entre los cerebros de dos ratas de laboratorio. El neurocientífico Miguel Nicolelis, famoso por el exoesqueleto que usó un parapléjico para realizar el saque de honor en el Mundial de Fútbol, Brasil 2014, logró una comunicación “telepática” entre dos  ratas. Ahora es noticia que científicos españoles han logrado la comunicación “telepática” entre dos humanos. ¿Se ha usado una técnica parecida? La técnica que usó Miguel Nicolelis, neurocientífico de la Universidad de Duke en Durham, Carolina del Norte, EEUU, se basaba en implantar en la corteza cerebral de las ratas matrices de microelectrodos para leer la actividad de las neuronas, transmitirla a un ordenador y luego estimular con ella el cerebro de otra rata también con microelectrodos implantados. Este tipo de técnica invasiva, que requiere cirugía, se puede realizar en ratas y en otros animales de laboratorio. Por ejemplo, se ha logrado que un macaco mueva un dedo de la mano de otro macaco conectando sus cerebros vía internet. Sin embargo, en humanos es necesario usar una técnica no invasiva. Una especie de casco con electrodos que se coloque en la cabeza encima del cuero cabelludo sin requerir cirujía. Carles Grau, neurocientífico de la Universidad de Barcelona, Giulio Ruffini, que trabaja en dos empresas afincadas en Barcelona llamadas Starlab y Neuroelectrics, junto a otros colegas afincados en Francia y EEUU, publican en la revista PLoS ONE la primera comunicación no invasiva vía internet entre dos cerebros humanos. El pasado 28 de marzo una persona en la India pensó la palabra “hola” y este pensamiento fue transmitido vía internet a la mente de otra persona que estaba en Francia, a unos 7.700 km de distancia. La primera vez que se logra la comunicación cerebro a cerebro (B2B, Brain-to-Brain) en humanos.

El artículo técnico es C. Grau et al., “Conscious Brain-to-Brain Communication in Humans Using Non-Invasive Technologies,” PLoS ONE 9: e105225, 2014. Puedes leer en español Javier Salas, “‘Hola,’ el primer saludo mediante ‘telepatía’ a miles de kilómetros de distancia,” Materia, 2 Sep 2014; “Envían un saludo telepático, de cerebro a cerebro, a 7.800 km de distancia,” ABC, Ciencia, 2 Sep 2014; Sebastian Anthony, “The first human brain-to-brain interface has been created. In the future, will we all be linked telepathically?,” Extreme Tech, 3 Sep 2014.

Dibujo20140921 technical scheme - brain-to-brain communication - plos one

Las nuevas tecnologías en neurociencia permiten cosas que parecen imposibles, como la telepatía, la comunicación entre cerebros. ¿Cómo puede un casco con electrodos detectar que una persona está pensando la palabra “hola”? En realidad todavía estamos muy lejos de lograr detectar de forma no invasiva la actividad de las neuronas cuando pensamos en una palabra concreta (como “hola”) porque todas las palabras se piensan usando la misma región del cerebro. Lo que podemos hacer es diferenciar la actividad neuronal de regiones diferentes del cerebro. Por ejemplo, al mover las manos y al mover los pies se activan regiones bien separadas de la corteza cerebral. Por ello podemos saber de forma no invasiva con un casco de electrodos si una persona está pensando en mover los pies o en mover las manos. Las personas que actuaron como emisoras del mensaje fueron entrenadas con un juego de ordenador controlado por la mente gracias a un casco con ocho electrodos colocados en ocho sitios del cuero cabelludo y un electrodo de referencia colocado con clip en el lóbulo de la oreja derecha. En el juego la persona tenía que meter un gol golpeando una pelota que se movía por la pantalla usando una mano o un pie que también aparecían en la pantalla. A veces para meter el gol había que golpear con el pie y otras veces con la mano. La persona tenía que pensar en el movimiento correcto para ganar en el juego. Tras el entrenamiento se logró una precisión superior al 90%.

Dibujo20140921 message hola - bacon cipher - brain-to-brain communication - plos one

La persona emisora del mensaje aprendía a pensar en mover el pie o mover la mano. ¿Cómo se puede codificar una palabra utilizando estos movimientos? Se puede usar un código binario de unos y ceros como el que usan los ordenadores, o un código Morse de puntos y rayas como el que se usan los telégrafos. Usando estos códigos se pueden codificar palabras con pensamientos. Pensar en mover la mano se interpreta como un uno (o un punto en código Morse) y mover un pie se interpreta como un cero (o una raya en código Morse). Ruffini y sus colegas han codificado las letras usando un código de cinco bits llamado código de Bacon; por ejemplo, la letra “h” de la palabra “hola” se codifica con la secuencia 0 0 1 1 1, que equivale a pensar en mover pie pie  mano mano mano. Y así con las otras tres letras (la “o” era 0 1 1 0 1, la “l” era 0 1 0 1 0 y la”a” era 0 0 0 0 0). La palabra “hola” requiere 20 bits, es decir, 20 movimientos, pero como la tasa de error en el receptor era bastante alta, cada palabra se repetía 7 veces, con lo que transmitir la palabra “hola” requería 140 bits, es decir, una tasa de transmisión de sólo 2 bits por minuto.

Dibujo20140921 phosphene by yourself

En el experimento de telepatía entre macacos, uno de ellos controlaba un dedo del otro. Pero se usaba un método invasivo, implantando electrodos en sus cerebros. ¿Cómo recibe el cerebro de la persona receptora del mensaje el código binario de la palabra? Usando una técnica no invasiva basada en un casco con electrodos fuera de la cabeza no es posible lograr que una persona ejecute movimientos de manos o pies, o piense en ellos. Pero si cierra los ojos y se relaja, las impulsos eléctricos del casco pueden provocar que la persona vea fosfenos, como manchas luminosas como de un flash en el campo visual. Cualquiera puede verlos frotándose los párpados con bastante presión. Los electrodos del casco generan campos magnéticos que estimulan la corteza cerebral de forma transcraneal provocando la aparición de fosfenos como un acto reflejo. La persona receptora del mensaje fue entrenada para reconocer los fosfenos con una tasa de acierto superior al 60%. Como no es fácil enseñarla a distinguir unos fosfenos de otros, Ruffini y sus colegas han codificado en el receptor los unos como fosfenos y los ceros como la ausencia de fosfenos. Este tipo de comunicación se llama síncrona y el receptor del mensaje recibe una señal cada dos segundos: si ve un fosfeno será que ha recibido un uno y si no se ve el fosfeno habrá recibido un cero. El resultado es un procedimiento bastante lento y con una tasa de éxito baja. En los experimentos más exitosos la tasa de fallos fue de 28 fallos por 140 bits. Pero gracias a la redundancia (recordemos que la palabra “hola” se envía 7 veces) se pueden compensar los errores de transmisión y entender el mensaje con éxito.

Dibujo20140921 professor x - x-men telepathy - helmet

Quizás sea ciencia-ficción, pero es posible que estas técnicas permitan la comunicación directa entre cerebros de personas y entre cerebros humanos y ordenadores. ¿Crees que se tardará mucho tiempo en lograrlo? Ahora mismo el factor que más limita los avances en estas técnicas es la sensibilidad de los electrodos que se utilizan en los cascos. En las técnicas invasivas con cirugía se pueden implantar matrices de cientos de electrodos en un implante de pocos centímetros cuadrados. Ahora mismo se están realizando importantes avances en el diseño de electrodos para cascos no invasivos que en un futuro permitirán incorporar cientos de electrodos. No se logrará que estos dispositivos sean comerciales, pero sin lugar dudas dentro de unas décadas todos nosotros disfrutaremos de la comunicación directa entre cerebros y entre cerebros y ordenadores. Quizás algún día podamos transmitir de forma directa nuestras emociones, que nos cuesta tanto transmitir usando palabras.



2 Comentarios

  1. Hola, Francis, creo que la explicación sobre como el receptor es estimulado en el cerebro no es “correcta”, tú dices: “Los electrodos del casco generan campos magnéticos que estimulan la corteza cerebral de forma transcraneal provocando la aparición de fosfenos como un acto reflejo.”.
    No se entiende si dices que la estimulación se aplica con electrodos de un casco que además son utilizados para TMS. Pero si es así, no es lo que dice el artículo. Fíjate bien que para la estimulación TMS hace falta un “aparatillo” algo más grande que un casco y unas bobinas más grandes que los electrodos que se pueden distribuir en un casco clásico de EEG sobre el cráneo.
    Y así se observa en la foto la supermáquina para TMS con neuronavegador para la máxima precisión en la colocación de las bobinas que aparece en el artículo descrito.
    Suelo seguir lo que escribes, y creo que cuando sales del campo de la física eres mucho menos preciso en contar/divulgar los trabajos científicos, particularmente en neurociencias, quizás la divulgación también tiene su especialización por campos. O también puede ser que yo no tengo criterio para llegar a los detalles acertados o erróneos de los artículos de física, matemáticas e ingeniería, y sí puedo apreciarlos en otros campos como genética, neurociencias, etc.
    Al público general se le podría explicar que el experimento se podría haber realizado entre dos habitaciones separadas por 3 metros, mucho más fácil que entre India y Francia, siendo el resultado igual de “espectacular”.
    En fin, Francis, un poco más de sentido crítico también a la hora de hacer divulgación puede ayudar al público a entender que no todo lo que sale en la noticias es tan “espectacular”. Si el trabajo fuera realmente revolucionario con respecto a la comunicación cerebro-máquina-cerebro, estaría publicado más arriba de PlosONe (revista que respeto mucho, pero a la que tú has dado muchos palos como divulgador científico….). ¿No que parece?.

    Saludos.

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