¿Podrán las ondas cerebrales controlar las computadoras del mañana?

Este blog es parte de una serie de nuestras 10 Principales Tecnologías Emergentes de 2014.

Toda interfaz humano-computadora es en realidad una interfaz cerebro-computadora; es una mera cuestión de grado. Nuestras intenciones pueden enviarse de nuestro cerebro a la computadora por medio de nuestros dedos y un teclado, por medio de una cámara que registra el movimiento de los ojos o de sensores que pueden descifrar los signos en la superficie del cuero cabelludo o de neuronas individuales. Es una continuidad.

No obstante, cuando hablamos de “interfaces cerebro-computadora” (BCI, por sus siglas en inglés) en la actualidad, de lo que estamos hablando es de capturar las señales provenientes directamente del cerebro y usarlas para controlar un dispositivo electrónico. Esto se puede hacer de varias maneras, por ejemplo, por medio de sensores de electroencefalografía (EEG en inglés) que registran los impulsos electrónicos del cerebro o una espectroscopía en el infrarrojo cercano funcional (fNIR), el cual usa luz para monitorear el flujo de sangre en el cerebro. A pesar de que los sensores también se pueden implantar, estas tecnologías menos invasivas funcionarán si los sensores se colocan en un receptor de cabeza que esté en contacto con el cuero cabelludo.

Estas tecnologías todavía no son lectores de mente, pero se pueden entrenar para que reconozcan patrones en casos controlados. Estamos todavía muy lejos de que yo pueda ponerle a usted una gorra de encefalograma en la cabeza y que, mientras usted piensa “carro rojo”, yo pueda saber que usted está pensando en ese carro rojo. Lo que podemos hacer ahora, por ejemplo, es entrenar el sistema para que reconozca una opción de cuatro íconos o que sepa que usted está pensando “carro rojo” en lugar de “jugando tenis”.

Así, un paciente que padezca el síndrome de locked-in o de cautiverio podría entrenar una BCI para distinguir entre dos pensamientos, como “jugando tenis” en lugar de “caminando por la calle”, y estos podrían volverse sus señales “sí” y “no”. Hasta cierto punto, no importa cuáles sean los dos pensamientos. No podemos saber qué neurona del cerebro se enciende cuando uno piensa en jugar tenis, pero podemos entrenar la BCI para distinguir entre ese patrón eléctrico y otro patrón eléctrico.

De la misma manera que todo mundo camina más o menos de la misma manera pero con diferente modo de andar, paso, etcétera, así usamos los mismos tipos de ondas cerebrales para las mismas actividades mentales a pesar de que siga habiendo diferencias entre las personas.

Conforme las interfaces cerebro-computadora han avanzado hemos construido una “biblioteca” de señales, de tal manera que podemos crear dispositivos que tengan la capacidad de captar tres, cuatro o cinco patrones. Ya contamos con tecnología robusta que nos permite obtener señales limpias del cerebro. Antes se tenían que usar 128 o incluso 256 electrodos en la cabeza para poder obtener información útil. Ahora podemos hacerlo con 16, ocho o incluso cuatro electrodos, dependiendo de la tarea y la señal de interés. Ahora la magia estará en el software y lo que pueda hacer con esas señales.

Con el tiempo podremos usar estos dispositivos sin dificultades para controlar el cursor en la pantalla de una computadora o para interactuar con nuestros teléfonos móviles sin necesidad de usar las manos. Uno de los proyectos en los que estamos trabajando con la Marina estadounidense en la actualidad se enfoca en el uso tanto de BCIs como de sensibilidad fisiológica para optimizar la capacitación individual y en equipo.

Por ejemplo, para hacer la capacitación lo más eficaz posible, se podría utilizar una BCI para monitorear si la persona está prestando la atención adecuada. Si la persona se distrae, la computadora podría alertarlo o pedirle que explique el material que se ha cubierto. Esto sería parte de un tutor inteligente que determina el ritmo del aprendizaje y el contenido para hacer que el enfoque y la atención concuerden.

La BCI también se podría usar para monitorear a empleados en medios de alto estrés, como controladores de tránsito aéreo, o para identificar el trastorno de estrés pos-traumático en el personal militar o conmociones cerebrales en los jugadores de deportes de contacto físico.

Dados los avances en las BCIs, parece algo insensato que, cuando uno acude a una cita médica, le hagan un chequeo de la presión arterial, le tomen la temperatura, lo midan y lo pesen pero que no se examinen los signos vitales del cerebro. No se necesita una BCI avanzada para registrar la salud cerebral, incluso cuestiones como pruebas de tiempo de reacción pueden ser buenos indicadores de la velocidad de procesamiento del cerebro.

Por ahora los electroencefalogramas son sólo exámenes pasivos, pero es fácil imaginar un futuro en el que la energía pueda dirigirse hacia el cerebro. El año pasado, científicos de MIT lograron usar luz para activar neuronas de ratones genéticamente modificados e implantarles una memoria falsa en el cerebro. Todavía falta mucho para que podamos hacer lo mismo con los humanos, pero podríamos ver una extensión de la tecnología del electroencefalograma que pueda determinar en qué momento el cerebro de cierta persona se encuentra en el estado más receptivo para el aprendizaje.

Una aplicación profunda de las BCIs será el estar al tanto de las emociones y estados mentales de otras personas. Científicos en la Universidad de Princeton han estudiado a parejas de oyente e interlocutor tanto con electroencefalogramas como con imágenes cerebrales y han demostrado que cuando dos personas se están comunicando, hablando y entendiéndose mutuamente, sus cerebros se encuentran literalmente en la mismas ondas cerebrales. No sólo eso: los patrones de la onda cerebral del oyente comienzan a preceder los patrones de la onda cerebral de su interlocutor. Uno comienza a anticipar las ondas cerebrales del otro.

Este tipo de información tendrá un impacto profundo en la manera que las personas interactúan. Imagínese ir a todas sus reuniones sabiendo exactamente quién le está poniendo atención, literalmente hablando: quién está en la misma onda cerebral que usted. Imagínese lo que significa poseer ese tipo de información. Eso cambiará toda dinámica con la que se encuentre.

Autora: Corinna Lathan, Fundadora y Jefe Ejecutiva de Anthro Tronix, una compañía de ingeniería de investigación y desarrollo; miembro de la  Consejo para la Agenda Global de Robótica y Dispositivos Inteligentes del Foro Económico Mundial. 

Imagen: REUTERS/Morris Mac Matze