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Biomedicina

La primera 'red social cerebral' conecta la mente de tres personas

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Los tres voluntarios, encerrados en distintas habitaciones y conectados a través de BrainNet, han conseguido resolver un juego tipo 'Tetris' de forma colaborativa gracias a la capacidad del sistema para enviar los pensamientos de unos a otros. Se trata de una comunicación directa entre cerebros

  • por Emerging Technology From The Arxiv | traducido por Ana Milutinovic
  • 09 Octubre, 2018

La capacidad de transferir pensamientos directamente al cerebro de otra persona parece una idea más propia de la ciencia ficción, pero esta habilidad es cada vez más real.

En los últimos años, físicos y neurocientíficos han desarrollado una serie de herramientas capaces de detectar ciertos tipos de pensamientos y de transmitir información sobre ellos a otros cerebros. Gracias a ellas, la comunicación entre cerebros ya es una realidad. Ente estas herramientas destacan los electroencefalogramas (EEG), que registran la actividad eléctrica en el cerebro; y la estimulación magnética transcraneal (EMT), capaz de transmitir la información al cerebro.

En 2015, el investigador de la Universidad de Washington en Seattle (EE.UU.) Andrea Stocco y sus colegas utilizaron ambas técnicas para conectar a dos personas a través de una interfaz de cerebro a cerebro. Después, los voluntarios participaron un juego de 20 preguntas.

El siguiente paso era lograr que otras personas se unieran a esa conversación. Ahora Stocco y sus colegas acaban de anunciar que lo han conseguido gracias la primera red de cerebros conectados del mundo. La red, llamada BrainNet, permite que un pequeño grupo de personas participe en un juego colaborativo parecido al Tetris. La investigación detalla: "Nuestros resultados aumentan la posibilidad de crear futuras interfaces de cerebro a cerebro que permitan la resolución colaborativa de problemas por parte de varias personas mediante una 'red social' de cerebros conectados".

La tecnología que incorpora la red es relativamente sencilla. Los EEG miden la actividad eléctrica del cerebro. Consisten en una serie de electrodos colocados en el cráneo capaces de captar la actividad eléctrica del cerebro.

La idea clave es que las personas pueden modificar las señales producidas por su cerebro con relativa facilidad. Por ejemplo, las señales cerebrales se sincronizan fácilmente con otras señales externas. Al observar una luz parpadeante a 15 hercios (Hz), el cerebro emite una fuerte señal eléctrica con la misma frecuencia. Pero si el usuario dirige su atención a otra señal de luz intermitente a 17 hercios, la frecuencia de su señal cerebral también cambia, algo que un EEG puede detectar con relativa facilidad.

La EMT manipula la actividad cerebral al inducir una determinada actividad eléctrica en áreas concretas del cerebro. Por ejemplo, un impulso magnético centrado en la corteza occipital crea la sensación de ver un destello de luz, un fenómeno conocido como fosfeno.

Al combinarse, ambos dispositivos permiten enviar y recibir señales directamente hacia y desde el cerebro. Pero, hasta ahora, nadie había creado una red que permitiera la comunicación grupal.

Eso es justo lo que han hecho Stocco y sus colegas. Su red que permite a tres personas envíen y reciban información directamente desde y hasta sus cerebros. Los investigadores afirman que la red es fácilmente escalable y que su único límite está en la capacidad de disponer de dispositivos de EEG y EMT.

El prototipo de la red conecta a tres personas: dos de ellas pueden emitir información, y la tercera es capaz tanto de recibirla como de emitir la suya propia. Cada uno de ellos está en una habitación distinta, lo que impide que se comuniquen de cualquier forma convencional. El grupo debe resolver colaborativamente un juego similar al Tetris en el cual un bloque que cae debe rotarse para que encaje en un espacio en la parte inferior de la pantalla.

Los dos emisores, equipados con EEG, pueden ver la pantalla completa. El juego está diseñado para que la estructura del bloque que cae se ajuste en la fila inferior si se gira 180 grados o si no se gira. Los emisores deben decidir una opción y transmitir la información al tercer miembro del grupo.

Gráfico: Esquema de funcionamiento de la 'red social cerebral'.

Para esto, deben modificar la señal que produce su cerebro. Si el EEG de sus cerebros registra una señal de 15 hercios, mueve el cursor hacia el lado derecho de la pantalla. Cuando el cursor llega al lado derecho, el dispositivo envía una señal al receptor para que rote el bloque. Los remitentes pueden controlar sus señales cerebrales mirando dos LED dispuestos a cada lado de la pantalla, uno parpadea a 15 Hz y el otro a 17 Hz.

El receptor, conectado a un EEG y a una EMT, tiene una tarea diferente. Él solo puede ver la mitad superior de la pantalla Tetris, lo que le permite ver el bloque pero no cómo debe girarse para encajar en el hueco. Para averiguarlo, debe recibir las señales a través del EMT de cada emisor para decidir si debe "girar" o "no girar" la pieza.

Las señales consisten en un único fosfeno que indicia si el bloque debe girarse. Si el receptor no recibe ningún destello, entonces sabrá que no debe girarlo. De esto se deduce que el nivel de información transferido en la red cerebral es muy pequeño, solo un bit por interacción.

Tras recibir los datos de ambos remitentes, el receptor realiza la acción. Pero lo más importante, el juego permite una segunda ronda de interacción. Los remitentes pueden ver cómo cae el bloque y saber si el receptor ha tomado la decisión correcta. Después, pueden transmitirle la siguiente acción, de girar o no girar, en otra ronda de comunicación.

Esto permite que los investigadores se diviertan un poco. En algunos de los ensayos, cambian intencionalmente la información de uno de los dos emisores para analizar si el receptor puede determinar si debe ignorarlo o no. Así introducen un error que a menudo se refleja en situaciones reales de la sociedad.

Pero la cuestión que estudian es si los seres humanos son capaces de acertar qué deben hacer con tan poca información. Resulta que los humanos, siendo animales sociales, pueden distinguir entre información correcta y falsa gracias al protocolo de cerebro a cerebro.

Es un trabajo interesante que allana el camino para la creación de redes cerebrales más complejas. El equipo afirma que la información viaja a través de una red establecida entre tres salas en sus laboratorios. Sin embargo, no hay ninguna razón por la cual la red no pudiera extenderse a internet, lo que permitiría participar a personas de todo el mundo.

Los investigadores concluyen: "Una interfaz de comunicación entre cerebros basada en la nube podría dirigir la transmisión de información entre cualquier conjunto de dispositivos y hacerla operativa a nivel mundial a través de internet, lo que permite interacciones basadas en la nube entre cerebros a escala global. La búsqueda de tales interfaces cerebro-cerebro no solo podría abrir nuevas fronteras en la comunicación humana y la colaboración, sino también nos podría ofrecer una comprensión más profunda del cerebro humano."

¡Realmente fascinante!

Ref: arxiv.org/abs/1809.08632: BrainNet: A Multi-Person Brain-to-Brain Interface for Direct Collaboration Between Brains

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