Un trabajo revela por primera vez que se puede formar una red de múltiples cerebros animales que puede realizar un comportamiento específico, dice Miguel Nicolelis, un profesor de neurobiología e ingeniería biomédica de la Universidad de Duke (EEUU) y experto en interfaces cerebro-máquina. Dice que este tipo de "interfaz compartida de cerebro-máquina" podría ser de utilidad para pacientes con daños cerebrales, además de arrojar más luz sobre cómo funcionan en conjunto los cerebros animales para realizar comportamientos colectivos.
Nicolelis y su equipo publicaron dos estudios distintos la semana pasada, uno sobre ratas y el otro sobre monos, que describen los experimentos realizados sobre redes de cerebros e ilustran como tales "redes cerebrales" pueden emplearse para combinar el producto eléctrico de las neuronas de varios animales para ejecutar tareas. Las redes de cerebros de ratas a menudo rendían mejor que un cerebro individual, informan, y en el experimento con monos los cerebros de tres individuos "colaboraron" para completar una tarea basada en la realidad virtual demasiado compleja para que fuera ejecutada por un solo cerebro.
Para construir una red de cerebros, los investigadores primero implantan abanicos de electrodos de microalambres que pueden grabar las señales además de realizar impulsos eléctricos estimulantes a las neuronas en la misma zona de múltiples cerebros de rata. En el caso del experimento con ratas, entonces conectaron parejas de cerebros de rata físicamente con una interfaz "cerebro -cerebro" (ver Ratas que se comunican a través de chips cerebrales). Una vez que grupos de tres o cuatro ratas estuvieron conectados, los investigadores dieron impulsos eléctricos a ratas individuales, a secciones del grupo, o al grupo al completo, y grabaron las respuestas.
Los investigadores probaron la capacidad de los cerebros de rata de ejecutar tareas computacionales básicas. Por ejemplo, con patrones de impulsos eléctricos derivados de una imagen digital, grabaron las respuestas eléctricas y midieron la calidad de procesamiento de la red neuronal de la imagen. En otra prueba, los investigadores mandaron información acerca de la presión barométrica y la temperatura y la red de cerebros calculó la probabilidad de que lloviese. Las redes de cerebros rindieron sistemáticamente mejor que un solo cerebro, sobre todo cuando la tarea involucraba más de un paso computacional.
En el experimento de monos, los investigadores combinaron dos o tres cerebros para ejecutar una tarea virtual motriz en tres dimensiones. Después de implantar los electrodos, emplearon un sistema de premios para entrenar a los monos para mover un brazo virtual hasta el objetivo en pantalla. El cerebro individual de un solo mono no tiene la capacidad de mover el brazo en tres dimensiones, dice Nicolelis, así que cada mono aprendió a manipular el brazo dentro de cierto "subespacio" del espacio virtual en 3D. La tarea completa no se puede completar a no ser que trabajen juntos al menos dos cerebros y alcancen un alto nivel de sincronización, afirma.
Los investigadores colocaron a tres monos en salas separadas con pantallas, grabaron las respuestas eléctricas mientras los monos ejecutaban sus tareas respectivas, y entonces utilizaron un ordenador para cruzar los resultados. Aunque los monos no sabían que estaban colaborando, dice Nicolelis, sus cerebros se sincronizaron muy rápido, y movían el brazo cada vez mejor con el paso del tiempo.
Nicolelis dice que el fenómeno que dio pasó a esta sincronía puede tener importantes implicaciones biomédicas. Interfaces de múltiples cerebros como los que emplearon en los estudios permitirán que "se abran nuevos horizontes para las aplicaciones clínicas", afirma. Por ejemplo, sugiere que quizás las personas que sufren una discapacidad neurológica podrían compartir la sana actividad cerebral de otros para ejecutar, de forma colaborativa, ejercicios de neurorehabilitación basados en la realidad virtual.