Esta entrada forma parte de una serie de blogs con Jóvenes Científicos previa a la Reunión Anual de los Nuevos Campeones 2015, que se celebra en Dalian, China, del 9 al 11 de septiembre. Panayiota Poirazi es directora de investigación del Instituto de Biología Molecular y Biotecnología (FORTH, Grecia). Su trabajo sobre la comprensión de las asociaciones de memoria se aplica a diversas aplicaciones de aprendizaje, así como a la mejora de las interacciones entre humanos y computadoras.
En el AMNC 2014, usted sostuvo que las asociaciones de memoria son una estrategia rentable para optimizar la capacidad de memoria y el uso de los recursos del cerebro: ¿qué ha ocurrido desde entonces?
Formar asociaciones entre recuerdos, también conocido como vinculación, conduce a un mejor aprendizaje y a un mejor recuerdo. Lo que sigue siendo un misterio es por qué este proceso realmente funciona. El año pasado sostuve que era tanto óptimo como rentable para nuestro cerebro vincular piezas de información entre sí con el fin de establecer recuerdos más duraderos y fáciles de recordar. Desde entonces, esta estrecha relación entre la vinculación de recuerdos y la capacidad de almacenamiento se ha establecido en modelos neuronales, mientras que los experimentos en animales han demostrado que tanto los recuerdos reales como los percibidos pueden d togethlinkeer y, lo que es más importante, cambiar de «positivos» a «negativos» y viceversa.
¿Cómo mejoraría el mundo comprender las asociaciones de memoria?
Al comprender los mecanismos de la asociación de memoria, podemos hacer que el aprendizaje sea más fácil y utilizar los mismos principios para construir robots más inteligentes y eficientes energéticamente. Los niños con dificultades de aprendizaje y las personas con problemas de memoria pueden beneficiarse de materiales de formación que aprovechen la capacidad innata del cerebro para vincular piezas de información que aparecen en estrecha proximidad temporal o espacial. Es una ayuda para la memoria que puede ahorrar a las personas mucho tiempo y energía.
Implantar recuerdos falsos suena mucho a Inception. ¿Deberíamos tener miedo?
Deberíamos, en efecto. La implantación de recuerdos falsos es lo que describía la película de Christopher Nolan. Pero, afortunadamente, estamos lejos de tal posibilidad. Para lograrlo con las tecnologías actuales, habría que poder controlar optogenéticamente neuronas específicas del cerebro mediante la expresión y activación de proteínas sensibles a la luz. La expresión de tales proteínas en células neuronales se logra actualmente mediante la inserción de virus específicos en el cerebro, un procedimiento considerado actualmente demasiado arriesgado para su aplicación en humanos. Así que, aunque es técnicamente viable, no espero oír hablar de implantaciones de recuerdos falsos en humanos en clínicas en un futuro próximo.
Incluso si la implantación de la memoria fuera posible, siempre habría que considerar si los beneficios superan a los riesgos. La implantación de «recuerdos felices» o la reversión de recuerdos negativos en pacientes con trastorno de estrés postraumático, por ejemplo, podría ofrecer alivio. Pero, como ocurre con todos los tratamientos potentes de trastornos cerebrales, empezando por la terapia de electrochoque, los resultados positivos no están garantizados.
¿Qué otras áreas de la neurociencia son especialmente interesantes en este momento?
Me fascina que las tecnologías de imagen, junto con la optogenética, nos permitan rastrear y manipular la actividad de un gran número de neuronas. Creo que la próxima frontera es utilizar tales tecnologías en el desarrollo de implantes cerebrales inteligentes que puedan mejorar la calidad de vida de muchas personas.
Estos implantes podrían ser miniscopios capaces de obtener imágenes de la actividad de redes neuronales específicas de forma no invasiva (por ejemplo, a través de orificios en la ventana craneal o adelgazamiento del cuero cabelludo), acoplados a dispositivos que traducen esta actividad en comandos, es decir, para un movimiento específico. Un implante de este tipo sería útil para personas con parálisis o extremidades artificiales, ya que les permitiría controlar partes del cuerpo usando solo su imaginación. La principal innovación sería un dispositivo de imagen no invasivo, a diferencia de los electrodos de estimulación cerebral profunda que se utilizan actualmente y que provocan problemas como lesiones locales e inflamación. Recientemente se han desarrollado miniscopios de este tipo para su uso en animales.
El siguiente paso sería controlar la actividad neuronal, también de forma no invasiva. Este es un procedimiento más arriesgado porque implica la inserción de virus en el cerebro. Pero estos obstáculos podrían superarse en el futuro. Los dispositivos de imagen no invasivos acoplados a la optogenética pueden utilizarse esencialmente tanto para manipular como para leer la actividad neuronal de cualquier parte del cerebro, lo que permitiría reentrenarlo. Esto supondría una gran ayuda para personas que sufren ictus, tumores cerebrales, trastornos del movimiento, pérdida de memoria u otras enfermedades que alteran la actividad neuronal.
¿Qué espera lograr con su participación en el AMNC?
Me gustaría reunirme y conectar con otros Jóvenes Científicos y comunidades del Foro, explorar el potencial de colaboración con industrias interesadas en el modelado cerebral, debatir cuestiones de importancia clave para la investigación en neurociencia y proponer soluciones a los responsables políticos.
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Autora: Panayiota Poirazi es directora de investigación del Instituto de Biología Molecular y Biotecnología (FORTH, Grecia). Participará en la Reunión Anual de los Nuevos Campeones, que se celebra en Dalian, China, del 9 al 11 de septiembre.
Imagen: Un niño adicto a internet se somete a un escaneo cerebral con fines de investigación en el Centro de Tratamiento de la Adicción a Internet de Daxing, en Pekín, el 22 de febrero de 2014. REUTERS/Kim Kyung-Hoon
