Los neurocientíficos han descubierto cómo aprende el cerebro a realizar tareas físicas, incluso cuando no hay movimiento en el mundo real.
Podría depender de situar la mente en el punto de partida adecuado y prepararla para ejecutar a la perfección todo lo que sigue mediante un proceso llamado «ensayo mental».
Tanto los psicólogos como los atletas saben que funciona: imaginarnos mientras realizamos rutinas, ya sea patinaje artístico o algo más cotidiano, aumenta nuestras posibilidades de éxito.
«El ensayo mental es fascinante, pero difícil de estudiar», dice Saurabh Vyas, estudiante de posgrado en bioingeniería de la Universidad de Stanford y autor principal de un nuevo artículo publicado en Neuron. Esto se debe a que no hay una forma sencilla de observar el cerebro de una persona mientras se imagina compitiendo para ganar o ensayando una actuación.
«Pensamos que las interfaces cerebro-máquina podían servir de ventana, porque permiten ver qué hace el cerebro incluso cuando la persona no se está moviendo», dice.
Aunque hay algunas salvedades importantes, los resultados podrían orientar hacia una comprensión más profunda de qué es el ensayo mental. Además, los investigadores creen que los hallazgos podrían conducir a un futuro en el que las interfaces cerebro-máquina, consideradas habitualmente prótesis para personas con parálisis, también sean herramientas para comprender el cerebro, afirma el autor principal, Krishna Shenoy, profesor de la Facultad de Ingeniería de Stanford y miembro de Stanford Bio-X y del Instituto de Neurociencias de Stanford.
Del pensamiento a la acción
La idea del estudio surgió al pensar en cómo aprenden las personas a usar interfaces cerebro-máquina para realizar una tarea, dice Vyas. En una configuración típica, una persona —o, muy a menudo, un mono— debe aprender a mover un cursor por la pantalla de un ordenador usando únicamente patrones de actividad cerebral, sin mover las manos ni otras partes del cuerpo. Eso hizo que Vyas se preguntara si lo que las personas (o los monos) aprendían con interfaces cerebro-máquina podía transferirse de algún modo a los movimientos físicos, de una manera similar al ensayo mental.
«Está sentado ahí, pensando, y mientras piensa, cada vez mueve mejor el cursor», dice Vyas al referirse a uno de los monos que estudió. «La pregunta natural es: ¿qué pasa si se cambia a otro contexto, en el que ahora sí tiene que generar actividad muscular? ¿Se observan los efectos de ese aprendizaje en ese nuevo contexto?»
La respuesta breve es «sí»: el aprendizaje mental se transfiere al desempeño físico. Vyas enseñó inicialmente a dos monos equipados con interfaces cerebro-máquina a mover un cursor de un lugar a otro de la pantalla de un ordenador usando solo la mente. Luego introdujo una complicación llamada rotación visuomotora: las señales mentales que antes usaban para mover el cursor hacia arriba ahora lo desplazaban en un ángulo, por ejemplo, 45 grados en sentido horario.
Los monos se adaptaron con facilidad, y esa adaptación se transfirió cuando repitieron la misma tarea usando las manos, en vez de la interfaz cerebro-máquina, para controlar el cursor directamente. Así, si querían mover el cursor hacia arriba, movían las manos 45 grados en sentido horario.
Esto sugería que los monos estaban haciendo algo parecido al ensayo mental, dice Vyas: lo que habían aprendido a hacer con la mente, después podían hacerlo con las manos.
Algunos experimentos adicionales y un análisis de la actividad neuronal registrada sugieren por qué: ensayar la tarea con una interfaz cerebro-máquina hizo que los patrones de actividad en el cerebro de los monos quedaran justo en el punto adecuado, de modo que pudieran realizar con las manos la misma tarea de rotación, aunque nunca la hubieran hecho antes.
«Una nueva herramienta»
«Hay diferencias clave entre nuestro paradigma y el ensayo mental propiamente dicho», dice Vyas, y existen motivos para ser cautos a la hora de interpretar los resultados de forma demasiado amplia.
Por un lado, no se puede pedir sin más a un mono que imagine que completa una actividad física, como sí se podría hacer con una persona. Por otro, ensayar mentalmente una tarea no es lo mismo que realizarla con una interfaz cerebro-máquina. En este último caso, las personas reciben información sobre cómo lo están haciendo, algo que durante el ensayo mental solo pueden imaginar.
«No podemos demostrar la conexión sin la menor sombra de duda», dice Shenoy, pero «este es un paso importante para comprender en qué puede consistir el ensayo mental en todos nosotros».
Los próximos pasos, dicen Shenoy y Vyas, consisten en averiguar cómo se relaciona el ensayo mental con la práctica mediante una interfaz cerebro-máquina, y cómo se relaciona con el movimiento la preparación mental, el ingrediente clave para transferir esa práctica a los movimientos físicos.
Mientras tanto, dice Shenoy, los resultados demuestran el potencial de una herramienta completamente nueva para estudiar la mente. «Es como construir una herramienta nueva y usarla para algo», dice Shenoy. «Usamos una interfaz cerebro-máquina para investigar e impulsar la ciencia básica, y eso es realmente emocionante».
