Apuntes científicos desde el MIT

El cambio de paradigma es el siguiente: De momento vamos al médico cuando estamos enfermos, para que nos devuelva a nuestro estado “normal”. Dentro de un tiempo no nos conformaremos con eso. El concepto de “normalidad” quedará obsoleto, y a pesar de estar sanos acudiremos a que mejore nuestro cuerpo y nuestra mente.

Este es el mensaje básico que transmite en su blog Ed Boyden, el codirector del “Center for Human Augmentation” en el MIT.
Y no se refiere a tratamientos antienvejecimiento, curas de salud o técnicas de autoayuda... Ed Boyden habla de prótesis, de neuroingeniería y de aumentar nuestras capacidades cognitivas.
Yo siempre había oído hablar de estas ideas en contextos de ciencia ficción o escenarios muy futuristas. Cuando descubrí el post de Ed, le envié un mail de inmediato solicitando una entrevista. No podía dejar pasar la oportunidad de hablar con alguien que está investigando de verdad sobre estos temas, en uno de los centros tecnológicos más avanzados del mundo.
El pasado viernes charlamos en su despacho durante 45 intrigantes minutos.

La fusión del cuerpo y la máquina
Ed quiso dejar claro desde el principio su planteamiento: El primer objetivo del laboratorio de neuroingeniería que él dirige es ayudar a personas con desórdenes neurológicos. Pero si además. la tecnología que desarrollen permite mejorar la memoria, creatividad o felicidad humana, están obligados moralmente a hacerlo.
Con un pelín de demagogia me dijo que la máquina de escribir se inventó originalmente para que los ciegos pudieran enviar cartas, y que Grahan Bell tenía en mente ayudar a las personas con sordera cuando diseñó el teléfono. Esto nos llevó a hablar de prótesis.
Ed señaló que dos puertas a su derecha se encontraba el despacho de Hugh Herr , un doble amputado y pionero en el diseño de prótesis inteligentes. Hugh (el que escala en la foto) asegura poseer los mejores tobillos del mundo, ya que cuando sube escaleras le empujan hacia arriba.
La moraleja es obvia: ¿por qué deberíamos contentarnos con un miembro ortopédico que iguale al natural, si podemos hacerlo mucho mejor?
Otro ejemplo es el atleta Oscar Pistorious, que con dos piernas metálicas diseñadas específicamente para correr, este verano quedó segundo en una carrera contra atletas profesionales.
Hay ejemplos todavía más sorprendentes de esta fusión entre el cuerpo y la tecnología, como las minúsculas cámaras que conectadas al nervio óptico permiten a algunos ciegos recuperar parte de su visión, o parapléjicos que pueden manejar una silla de ruedas con su pensamiento.
Ed insiste en que los primeros receptores de estos avances son las personas discapacitadas, pero no duda que su uso se extenderá a gente sana que quiera “mejorarse”.

Aumentar nuestro cerebro
El objetivo del laboratorio de neuroingeniería que Ed Boyden dirige es utilizar pulsos de luz para activar y desactivar neuronas específicas del cerebro. Pretenden controlar la actividad de los circuitos neuronales afectados en ciertas patologías como el Parkinson, de una forma mucho más precisa que con fármacos. Esto me llevó a preguntarle por la mejora farmacológica de las facultades cognitivas. Había oído que dentro el MIT se estaba incrementando el uso del Modafinil, un medicamento creado contra la narcolepsia, pero que también aumenta la atención y mejora la memoria. Dijo que el café también ena un potenciador cognitivo importante, pero no parecía muy cómodo. Miró de reojo el piloto encendido de mi grabadora de voz, y me dijo que no había leído suficiente sobre el tema.
Volviendo a la estimulación neuronal con luz óptica, auguró que muy pronto serán capaces de modificar el comportamiento en ratas de laboratorio. Reconoció que las aplicaciones en humanos todavía son lejanas, pero que sin duda tiene un gran futuro. Los fármacos inundan todo tu cerebro, sin embargo estas técnicas no invasivas permiten trabajar sobre zonas concretas con gran precisión.
De hecho la “Estimulación Magnética Transcraneal” (TMS) consiste en estimular eléctricamente zonas específicas del cerebro, y su uso ya está aprobado para tratar ciertas patologías, sobretodo la depresión.

De golpe, al oír que la TMS mejoraba el estado de ánimo de las personas con depresión, visualicé el salto que Ed pronosticaba. Imaginé alguien entrado en una especie de centro de masajes, donde un médico le ponía un casco que emitía impulsos eléctricos, y salía de la sesión la mar de contento por el resto del día. O una madre llevando a la consulta del especialista a su hijo para que le mejorara un poco la memoria y la capacidad de aprendizaje, porque no estaba sacando muy buenas notas. Pregunté a Ed si consideraba realista este escenario de futuro. Sonrió, creo que mentalmente recordó la grabadora, y asintió a medias con la cabeza...

Las ideas alrededor de la mejora humana artificial no son nuevas en absoluto. Llevamos muchísimo tiempo utilizando herramientas que alteran nuestro cuerpo, cambian nuestra mente, y redefinen nuestra identidad. Por otro lado cineastas y escritores se han encargado de imaginar cómo la tecnología puede hibridarse con nuestro organismo. Quizás lo nuevo es que una institución científica de reconocido prestigio como el MIT haya creado un centro llamado “Center for Human Augmentation”, organice un evento titulado “h2.o; Bienvenidos a la nueva ciencia de la adaptación humana ”, y sus investigadores reconozcan abiertamente poseer una nueva categoría de herramientas que cambiará nuestros cuerpos, mentes e identidad a una velocidad nunca antes contemplada. La revolución ha empezado. La era del Human 2.0 se aproxima.

Queridos amigos,

¡Estrenamos la sección “Científicos exiliados”!

En ella investigadores españoles nos explicarán de forma muy, pero que muy sencilla y directa: qué quieren averiguar, cómo pretenden averiguarlo, y por qué sus estudios son importantes.

Pero no lo harán sólo mediante el texto que escriban en el post. Los científicos que participen contestarán a todas las preguntas que les hagáis a través de los comentarios. Por favor, no os cortéis. Podéis preguntarles sobre su investigación específica, sobre su campo de estudio más general, o sobre lo que os apetezca.
¿Tenéis alguna duda sobre neurociencia? Os presento al primer científico exiliado que os la puede intentar resolver:

¿Dónde se guardan los recuerdos? por Miquel Bosch

Conocí a Miquel durante una fiesta en Cambridge. Llegó a la 1:30 de la madrugada. “Si que llegas tarde!” comenté cuando me lo presentaron. Con cara de resignación me dijo que trabajaba todos los sábados por la noche, ya que es el único momento que queda libre el microscopio multifotónico con el que investiga. Cambiamos de tema…
Charlando sobre divulgación científica me explicó que ganó un accésit del premio Joan Oró organizado por la Asociación Catalana de Comunicación Científica . “Hombre! Yo firmé tu cheque!” espeté al descubrir la coincidencia, “fui el tesorero en la junta directiva de la ACCC...”
Fuimos a buscar más cervezas, pero ya no quedaban.

Escribe Miquel…

Cierren los ojos por un momento y intenten recordar su profesor de biología favorito de la escuela primaria. De repente se les habrá aparecido una cara en la que seguramente hacía mucho tiempo que no pensaban. Bien, pues, ¿dónde estaba ese recuerdo? ¿En forma de qué? ¿Qué ha pasado en este instante en su cerebro para que esa imagen emerja a la conciencia?

¿Quién eres, y qué quieres averiguar?

Mi nombre es Miquel Bosch y ésa es una cuestión que me tiene obsesionado: ¿Cómo funciona la memoria? ¿Cómo se puede almacenar información en esa masa grasienta que tenemos por cerebro? Por suerte, en estos momentos me encuentro en uno de los mejores lugares para contestar esta pregunta: el Picower Institute for Learning and Memory del MIT, en Cambridge, USA. Después de cuatro años de intensa tesis en el mundo de las células madre en la Universidad de Barcelona y de una interesantísima estancia de medio año en el NIBB de Okazaki, Japón, he cogido de nuevo las maletas y me he ido esta vez a Massachussets, a disfrutar de su crudo invierno y su dieta no-mediterránea.
Aquí tengo el privilegio, y la responsabilidad, de disponer de la más cara y refinada tecnología para resolver mis inquietudes, gentileza de mi supervisor, el profesor Hayashi, y su mentor, el profesor Tonegawa, premio Nobel en 1987.

¿Cómo pretendes averiguarlo?

Para estudiar la memoria lo mejor es empezar por el principio: por las neuronas. El cerebro humano dispone de unos cien mil millones de ellas. Cada una puede llegar a formar diez mil contactos con otras neuronas. Hagan cuentas. No se sabe con certeza cuántas neuronas y cuántos de esos contactos participan de la formación de un solo recuerdo.
Hace unos 35 años se descubrió que esos contactos, o sinapsis, no son estáticos sino flexibles: pueden reforzarse y transmitir mejor el impulso eléctrico, o bien pueden debilitarse hasta desconectarse. Ésta, se pensó, podría ser la base de la memoria y el aprendizaje. Pero todavía hoy en día no entendemos bien cómo funciona el asunto. La cuestión no es nada sencilla de abordar. Hablamos de billones de sinapsis, todas transmitiendo al mismo momento, todas cambiando constantemente para grabar o borrar las señales eléctricas y químicas que llamamos trazas de memoria. Evidentemente no podemos estudiar todos esos cambios al mismo tiempo. Estudiaremos uno de ellos para entender el conjunto. Y lo haremos con rayos de luz.

La espléndida tecnología de la que les hablo es la microscopía multifotónica. Rayos láser de luz infrarroja permiten activar uno sólo de esos contactos entre millones y observar, en tiempo real, cómo se mueven las moléculas en su interior. Solamente allí donde dos fotones del láser coincidan al mismo tiempo se liberará el neurotransmisor enjaulado y se activarán los hambrientos receptores neuronales.

En este video vemos sinapsis en plena acción de grabar un recuerdo.
Las protuberancias que Ramón y Cajal llamó espinas dendríticas, donde residen las sinapsis, experimentan evidentes cambios de forma cuando son potenciados mediante el glutamato liberado por el láser (el punt orojo). Millones de cambios como estos puede que tengan lugar cada minuto en nuestro cerebro mientras aprendemos, recordamos u olvidamos. Muchas espinas se expanden, otras se contraen, algunas aparecen de la nada, otras desaparecen para siempre.
Pero ahí hay un misterio aún sin resolver: ¿cómo se acuerda esa espina que la señal que ha recibido merece la pena de ser recordada?¿Cómo consigue mantener ese estado potenciado durante horas o incluso años cuando las proteínas que la componen se reciclan continuamente en cuestión de segundos o minutos?¿Quién recuerda los recuerdos en realidad? Bueno, en eso estamos...Modificando genéticamente las proteínas neuronales podemos ver cómo viajan de un lugar a otro en los primeros minutos de la formación de la memoria o cómo flotan frenéticamente en la membrana neuronal mientras tiene lugar la descarga eléctrica. Esto lo hacemos marcándolas con proteínas fluorescentes extraídas de las medusas o bien enganchándolas a pedruscos nanoscópicos luminosos de múltiples colores. Todo esto nos puede llevar a entender un poco más el oscuro funcionamiento de la memoria y el aprendizaje, y aportar soluciones a los casos donde éstos fallan, como en el Alzheimer o el retraso mental.

Barra libre

¿Hay vida después del MIT? Ciertamente el MIT es un lugar especial. Montañasde dinero, tanto público como privado. Igual cantidad de mentes privilegiadas, engreídas, locas o soñadoras. Un poco de competitividad salvaje y otro poco de maravillosa fascinación por el arte de la ciencia. Un lugar "stoop-pendo" donde disfrutar de la belleza del descubrimiento o donde extinguirse miserablemente bajo la presión asfixiante.
En las largas horas que paso observando las neuronas,en una ruidosa y claustrofóbica habitación del laboratorio, con mi microscopio de un millón de dólares, me sobreviene otra pregunta obsesiva. ¿Podré llevar a cabo ciencia del mismo nivel y contestar preguntas fundamentales en un lugar que no sea la superpotencia científica que indudablemente son los USA? ¿Hay algún sitio en España, o en Europa, con los mismos recursos y ambiciones, con el mismo espíritu internacional e interdisciplinar, con las mismas ganas de desarrollar proyectos de riesgo que desemboquen en asombrosos descubrimientos y posibles premios Nobel, como en el MIT? Lo más importante, ¿podré volver a la dieta mediterránea?

Miquel Bosch