Un experto de la UMU analiza los importantes hitos logrados por la neurociencia en materia de salud

El catedrático de la Universidad de Murcia, José María Martínez Selva, un experto y estudioso durante años del biofeedback y el neurofeedback, técnicas innovadoras basadas en la neurociencia que permiten conocer el funcionamiento de nuestro cerebro y entrenarlo con la finalidad de mejorar la salud y nuestra actividad biológica.

El profesor de la UMU, doctor 'cum laude' en Psicología, ya tuvo oportunidad siendo estudiante de participar en las primeras investigaciones y aplicaciones de biofeedback en España. Una de sus variantes es el control, limitado pero real, que una persona tiene sobre su actividad eléctrica cerebral. Entre otras aplicaciones, los pacientes se relajan mejor y aprenden a hacerlo de una forma más rápida y fácil cuando consiguen que su cerebro produzca más actividad correspondiente al ritmo alfa electroencefalográfico.

«La instrumentación de biofeeback formó parte de los primeros aparatos de nuestro laboratorio de la Universidad de Murcia ya en 1980, estando especializado en electrofisiología aplicada al comportamiento humano», asegura Martínez Selva, que recuerda algunos hitos logrados, como el diseño de un instrumento para la autopercepción del latido cardíaco que culminó en 1992 con una patente.

Su experiencia le ha llevado a exponer estos temas en varias publicaciones prestigiosas, entre ellas en los libros 'Psicofisiología' (Síntesis, 1995) y 'La Neurociencia del aprendizaje' (National Geographic, 2017). El pasado mes de enero, a petición de la Unidad de Cultura Científica de la UMU impartió la conferencia 'El reto de Neuralink: hacia el control del cerebro y la conducta a través de los implantes cerebrales', respondiendo a la curiosidad e inquietudes que suscita la aventura empresarial del magnate Elon Musk en este ámbito.

El autor recuerda la influencia que ha tenido en sus investigaciones el investigador español José Manuel Rodríguez Delgado, uno de los neurofisiólogos más importantes a nivel mundial y pionero de los implantes cerebrales en humanos para uso terapéutico. Son famosos sus controvertidos experimentos con animales cuyo comportamiento podía manipular a distancia a través de señales de radio, que producían impulsos eléctricos en su cerebro. «Rodríguez Delgado estaba convencido del enorme valor de la estimulación cerebral para tratar enfermedades y, en general, mejorar la vida de las personas. El tiempo y los avances tecnológicos le han dado la razón», asegura.

Se refiere el profesor de la UMU a los avances logrados en el uso de estas técnicas a la hora de conseguir un control voluntario sobre el cuerpo y la conducta y, directa o indirectamente, sobre el entorno del paciente. «Esto es especialmente importante en lesiones graves, enfermedades o discapacidades que afectan a la movilidad, a la comunicación con los demás y, en general, a la autonomía personal», asegura.

Explica que estos sistemas son muy variados y se aplican a trastornos muy diferentes. Por un lado, están los que se emplean para regular de forma permanente la actividad cerebral (por ejemplo, los implantes crónicos a través de estimulación cerebral profunda que se emplean en pacientes de enfermedad de Parkinson y de otros trastornos de difícil tratamiento o resistentes a otro tipo de intervenciones). Existe también estimulación física del cerebro sin implantes, de tipo eléctrico y magnético, con las que se intenta aliviar los síntomas de la depresión grave o mejorar la actividad mental, entre otras aplicaciones.

Martínez Selva se muestra especialmente interesado en los sistemas que permiten que el cerebro dé órdenes de forma artificial a músculos, órganos fonatorios, o a manos o brazos robóticos, exoesqueletos o generadores de voz. «Los desarrollos en los últimos años han sido veloces», asegura. «Es un campo interdisciplinar en el que participan profesionales de la neurología, neurofisiología, neurocirugía, ingeniería, informática, psicología, fisioterapia e incluso desarrolladores de videojuegos, en este caso para el adiestramiento de los pacientes».

El neurofeedback, explica el profesor de la UMU, «ha evolucionado hasta convertirse en sistemas que conectan directamente el cerebro con un ordenador (lo que se suele llamar interfaz cerebro-ordenador o interfaz cerebro-máquina) y que, con el tiempo, incorporan avances de la neurocirugía, la informática y la robótica». Los avances científicos han sido notables y en muy distintos campos: los de la neurocirugía con intervenciones más precisas, menos invasivas y menos riesgos para el paciente, la utilización de nuevos materiales, la miniaturización, la robótica, la mejor y más precisa detección de la actividad eléctrica y metabólica del cerebro.

Desde hace unos años se analizan con más detalle las señales cerebrales, por ejemplo, a través del llamado 'análisis multivariado de patrones', que establece conexiones entre una actividad mental concreta (deseo de pronunciar una palabra o de realizar un movimiento) y la actividad eléctrica o metabólica cerebral correspondiente. Algunos de estos avances se basan en la inteligencia artificial.

Por una parte, se recogen datos de la actividad eléctrica o metabólica cerebral a través de electrodos o sensores que suelen situarse sobre el cerebro o incluso en las mismas neuronas.

La actividad cerebral que se detecta es procesada por un ordenador que envía impulsos al propio cerebro, a músculos, a la médula espinal, a manos o brazos robóticos, a exoesqueletos o a generadores de voz. Estos sistemas actúan, a menudo, como puente entre el cerebro y la médula espinal o las extremidades. Activan, por ejemplo, músculos de los brazos o de las piernas que la persona hasta ese momento no puede mover, o ponen en marcha aparatos que le permiten controlar su entorno, desplazarse o comunicarse. El paciente imagina el movimiento que desea hacer, la palabra o frase que quiere decir y el sistema genera los cambios en los dispositivos que le permiten andar, mover una mano robótica para agarrar un objeto o escribir en el ordenador desplazando un cursor en la pantalla como si manejara un ratón. «Cada paciente es un caso especial y la tecnología y adiestramiento son individualizados y muy costosos», señala, eso sí, el profesor.

No es fácil su implantación. Requiere neurocirugía y tiene que participar un equipo multidisciplinar, ya que cada paciente tiene sus limitaciones y, por tanto, exige una actuación diferente.

Después llega el entrenamiento, que dura meses o incluso más de un año antes de poder verse los resultados. Se han empleado sistemas de aprendizaje basados en juegos de ordenador, que se aprenden intuitivamente y que faciliten el manejo de los sistemas robóticos que ayudan a desplazarse, agarrar y utilizar objetos. Aprender a imitar el movimiento natural de un brazo es más rápido cuando se piensa en el movimiento, en lo que se quiere conseguir, más que en los músculos concretos que hay que mover para lograrlo; se parece a lo que se hace cuando se quiere mover un personaje de videojuegos a través de los mandos de la videoconsola.

Los implantes crónicos de estimulación y modulación cerebral se utilizan en todo el mundo, y también en la Región de Murcia, en concreto en personas que padecen enfermedades degenerativas como la enfermedad de Parkinson.

No tiene conocimiento Martínez Selva de casos concretos en la Región de Murcia sobre implantes que activan dispositivos externos, como exoesqueletos, manos o brazos robóticos. Sí es cierto que, al tratarse de un campo multidisciplinar, existen varios grupos de investigación que trabajan en tareas directamente relacionadas desde hace bastante tiempo. En la Universidad Politécnica de Cartagena destaca el grupo del profesor Juan López Coronado, quien durante años se ocupó del diseño y desarrollo de una mano robótica y el del profesor Toribio Fernández Otero sobre materiales inteligentes. Con estos últimos se elabora la «piel inteligente» que recubre, por ejemplo, algunas manos robóticas y hace que la persona no sólo alcance y maneje objetos, un lápiz o un vaso, sino que capte en su cerebro su dureza, textura o temperatura. «La tecnología se basa en avances de investigaciones de muchos laboratorios», concluye.

Las técnicas innovadoras basadas en el neurofeedback o el biofeedback se apoyan en tecnologías punteras que emplean los conocimientos más avanzados, y a su vez se retroalimentan, impulsando continuamente nuevos descubrimientos y nuevas aplicaciones. De momento, «se está camino de conseguir que personas con grandes limitaciones físicas las superen o vean cómo pueden llevar una vida con mucha más autonomía y más semejante a la de las personas que les rodean», aclara Martínez Selva.

«Pensemos en pacientes de ELA (esclerosis lateral amiotrófica) que pierden la capacidad de hablar y que a través de estos sistemas pueden comunicarse con los demás casi como lo hacían antes de perder su función. El futuro más noble está en superar las limitaciones de las personas y, como decía Rodríguez Delgado, en emplear la estimulación física del cerebro para mejorar la vida de las personas y la sociedad en su conjunto», argumenta.

Como psicobiólogo, interesado en el estudio de las bases biológicas de la conducta, Martínez Selva se muestra preocupado «por la traducción de pensamientos e intenciones a cambios físicos, es decir, a señales que procesan ordenadores, que se pueden transmitir y almacenar. Pueden llevar a que terceras personas 'lean' los pensamientos y sentimientos de alguien a través de estos datos digitalizados», asegura.

Se habla también de que sería posible, en el futuro, conectar el cerebro a internet, uno de los objetivos de la empresa Neuralink. En vez de intentar recordar algo, el cerebro podría acceder directamente a la memoria colectiva de la red. La contrapartida es que introducir sensores y electrodos en el cerebro hace posible no sólo leer la mente o potenciarla, sino también influir en ella. Esta inquietud es la que ha conducido a plantear los llamados 'neuroderechos', limitaciones legales exigibles a quienes trabajan en este campo.

A partir de la Conferencia de París auspiciada por la Unesco en 2023, ya existe un catálogo inicial de tales derechos, elaborado por neurocientíficos preocupados por estas derivaciones de la tecnología. El investigador español Rafael Yuste, que trabaja en la Universidad de Columbia, propone su inclusión en la actual carta de derechos digitales

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