Contenidos
Charla «Ha llegado la comunicación cerebro a cerebro. ¿Cómo lo hicimos?» de TEDGlobal 2014 en español.
Puede que recuerden al neurocientífico Miguel Nicolelis, pues construyó el exoesqueleto controlado por el cerebro que permitió a un hombre paralizado dar el puntapié inicial de la Copa del Mundo de 2014. ¿En qué está trabajando ahora? Construye maneras para que dos mentes (de ratas y monos, por ahora) envíen mensajes de un cerebro a otro. Mira hasta el final pues hay un experimento que, según dice, se dirige a «los límites de lo imaginable».
- Autor/a de la charla: Miguel Nicolelis
- Fecha de grabación: 2014-10-15
- Fecha de publicación: 2015-01-26
- Duración de «Ha llegado la comunicación cerebro a cerebro. ¿Cómo lo hicimos?»: 1137 segundos
Traducción de «Ha llegado la comunicación cerebro a cerebro. ¿Cómo lo hicimos?» en español.
El 12 de junio de 2014, precisamente a las 15:33 en una tibia tarde de invierno en São Paulo, Brasil, una típica tarde de invierno en América del Sur, este chico, este joven que ven celebrando aquí como si hubiera anotado un gol, Juliano Pinto, de 29 años, hizo una proeza magnífica.
A pesar de estar paralizado y no sentir desde la mitad del pecho hasta la punta de sus dedos de los pies como resultado de un accidente automovilístico hace 6 años que mató a su hermano y produjo una lesión medular completa que dejó a Juliano en una silla de ruedas, Juliano se puso a la altura de la ocasión y en ese día hizo algo que casi todos los que lo vieron en estos 6 años, pensaban imposible.
Juliano Pinto dio la patada inicial de la Copa del Mundo Brasil 2014 con solo pensarlo.
No podía mover su cuerpo, pero podía imaginar los movimientos necesarios para patear una pelota.
Antes de la lesión era atleta.
Ahora es para-atleta.
Espero que en un par de años esté en los Juegos Paralímpicos.
Pero la lesión de la médula espinal no le robó a Juliano la capacidad de soñar.
Sueño que cumplió esa tarde ante un estadio de 75 000 personas y un público de cerca de 1000 millones que lo vieron por TV.
Esa patada coronó, básicamente, 30 años de investigación básica que estudió cómo el cerebro, ese universo increíble que tenemos entre los oídos solo comparable con el universo que tenemos sobre nuestras cabezas, porque tiene unos 100 000 millones de elementos que hablan unos con otros mediante ráfagas eléctricas, el logro de Juliano llevó 30 años de imaginación en laboratorio y unos 15 años de planificación.
Cuando hace 15 años, John Chapin y yo, propusimos en un artículo que construiríamos algo que llamamos interfaz cerebro-máquina, es decir, conectar el cerebro a dispositivos para que animales y seres humanos puedan mover estos dispositivos, sin importar lo lejos que estuvieran de sus propios cuerpos con solo imaginar lo que quieren hacer, nuestros colegas nos dijeron que necesitábamos ayuda profesional, ayuda psiquiátrica.
Y a pesar de eso, el escocés y el brasileño perseveraron, porque así nos criaron en nuestros respectivos países, y durante 12 a 15 años, hicimos una tras otra demostración sugiriendo que esto era posible.
Que una interfaz cerebro-máquina no es ciencia aeroespacial, es solo investigación del cerebro.
No es más que usar sensores, leer las ráfagas eléctricas que produce el cerebro para generar los comandos motrices que tendrán que descargarse en la médula espinal.
Por eso diseñamos sensores que pueden leer cientos y ahora miles de estas células del cerebro en simultáneo y extraer de estas señales eléctricas la planificación motriz que está generando el cerebro para hacernos mover en el espacio.
Al hacerlo, convertimos estas señales en comandos digitales que cualquier dispositivo mecánico, electrónico, o incluso virtual pueda comprender de modo que el sujeto pueda imaginar qué quiere hacer mover y el dispositivo obedezca ese comando del cerebro.
Dotando a estos dispositivos con diferentes tipos de sensores, como verán en un momento, enviamos de regreso señales al cerebro para confirmar que se activó ese motor voluntario sin importar dónde —próximo al sujeto, en otra habitación, o al otro lado del planeta— Y conforme el cerebro recibió la respuesta el cerebro cumplió su objetivo: hacernos mover.
Este es un experimento que publicamos hace unos años, en el que un mono, sin mover el cuerpo, aprendió los movimientos del brazo de un avatar, un brazo virtual que no existe.
Lo que escuchan es el sonido del cerebro de este mono mientras explora 3 esferas distintas visualmente idénticas en el espacio virtual.
Para ganar la recompensa, una gota de jugo de naranja que a los monos les encanta, este animal tiene que detectar, seleccionar uno de estos objetos con el tacto, sin verlo, con el tacto, porque cada vez que esta mano virtual toca uno de los objetos, un pulso eléctrico vuelve al cerebro del animal describiendo la textura fina de la superficie de este objeto, para que el animal evalúe cuál es el objeto correcto a agarrar y, de hacerlo, recibe una recompensa sin mover un músculo.
El almuerzo brasileño perfecto: conseguir el jugo de naranja sin mover un dedo.
Al ver que ocurría esto, volvimos a la idea que habíamos publicado 15 años antes.
Reactivamos este artículo.
Lo sacamos de los cajones, y propusimos que quizá podríamos hacer que un cerebro humano paralizado usara la interfaz cerebro-máquina para recuperar movilidad.
La idea era que si uno sufrió —esto puede pasarnos a todos— Es muy repentino, se los digo.
En un milisegundo de una colisión, un accidente automovilístico cambia tu vida por completo.
Si uno sufre una lesión completa de la médula espinal, no puede moverse porque las señales del cerebro no pueden llegar a los músculos.
No obstante, las señales se siguen generando en la cabeza.
Los pacientes parapléjicos, tetrapléjicos cada noche sueñan con moverse.
Tienen eso dentro de sus cabezas.
El problema es cómo extraer ese código y generar el movimiento otra vez.
Entonces propusimos crear un nuevo cuerpo.
Creemos un chaleco robótico.
Y por eso Juliano pudo patear la pelota con solo pensarlo, porque tenía puesto el primer chaleco robótico controlado por el cerebro que los pacientes cuadripléjicos pueden usar para moverse y recuperar la señal de respuesta.
Esa fue la idea original, hace 15 años.
Les mostraré cómo, 156 personas de 25 países de los 5 continentes de esta hermosa Tierra dejaron sus vidas, dejaron sus patentes, dejaron sus perros, esposas, niños, escuela, trabajos y vinieron a Brasil durante 18 meses para hacer que esto sea posible.
Porque un par de años después, de que Brasil fuera galardonado con la Copa del Mundo, supimos que el gobierno brasileño quería hacer algo significativo en la ceremonia inaugural en el país que reinventó y el fútbol perfeccionado hasta que nos encontramos con los alemanes, por supuesto.
(Risas)
Pero esa es otra charla, que requiere otro neurocientífico diferente.
Brasil quería mostrar un país completamente diferente, que valora la ciencia y la tecnología, y puede darle un regalo a millones, 25 millones de personas en el mundo que ya no pueden moverse debido a una lesión en la médula espinal.
Le propusimos al gobierno brasileño y a la FIFA hagamos que la patada inicial de la Copa del Mundo 2014 lo dé un brasileño parapléjico usando un exoesqueleto controlado por el cerebro que le permita patear la pelota y sentir el contacto con la pelota.
Nos miraron, pensaron que estábamos completamente locos, y dijeron: «Bueno, intentémoslo».
Tuvimos 18 meses para hacer todo de cero.
No teníamos exoesqueleto, no teníamos pacientes, no teníamos nada.
Estas personas llegaron todas juntas y en 18 meses, tuvimos 8 pacientes en una rutina de entrenamiento y, básicamente, construimos esto de la nada y lo llamamos Brasil Santos Dumont 1.
El primer exoesqueleto controlado por el cerebro a construir fue bautizado con el nombre del científico brasileño más famoso Alberto Santos Dumont, que el 19 de octubre de 1901 creó y voló él mismo el primer dirigible controlado en el aire en París ante un millón de personas.
Lo siento, amigos de EE.UU., vivo en Carolina del Norte, pero eso fue 2 años antes del vuelo de los Hermanos Wright en la costa de Carolina del Norte.
(Aplausos)
El control de vuelo es brasileño.
(Risas)
Nos juntamos con estos muchachos y en esencia construimos este exoesqueleto, 15 grados de libertad, máquina hidráulica que puede comandarse con señales del cerebro registradas por una tecnología no invasiva llamada electroencefalografía que básicamente permite que el paciente imagine los movimientos envíe sus órdenes a los controles, los motores, y estos se hagan.
Este exoesqueleto estaba cubierto con una piel artificial inventada por Gordon Cheng, uno de mis grandes amigos, en Múnich, que permite que la sensación de articulaciones en movimiento y pie en el suelo vuelva al paciente a través de un chaleco, de una camisa.
Es una camisa inteligente con elementos de micro-vibración que básicamente envía una respuesta y engaña al cerebro del paciente creando una sensación de que no es una máquina lo que lo mueve, sino que es él quien camina de nuevo.
Lo hicimos funcionar y lo que verán aquí es la primera vez que caminó uno de nuestros pacientes, Bruno.
Tarda unos segundos porque estamos preparando todo, y verán una luz azul en frente del casco porque Bruno imaginará el movimiento a realizar, la computadora lo analizará, Bruno lo certificará, y una vez certificado, el dispositivo se pone en movimiento bajo el mando del cerebro de Bruno.
Y él lo hizo bien y ahora empieza a caminar.
Después de 9 años sin poder moverse, está caminando por sí mismo.
Y más que eso…
(Aplausos)
más que solo caminando, está sintiendo el piso, y si aumenta la velocidad del exo, nos dice que está caminando de nuevo en la arena de Santos, el balneario donde solía ir antes de tener el accidente.
Por eso el cerebro crea una sensación nueva en la cabeza de Bruno.
Camina, y al final del camino —me estoy quedando sin tiempo— dice: «Saben, muchachos, les pediré prestado esto cuando me case, porque quisiera caminar hasta el altar, ver a mi novia y realmente estar allí por mi cuenta.
Claro, lo tendrá cuando quiera.
Y eso era lo que queríamos mostrar en la Copa del Mundo, y no pudimos, porque por alguna razón misteriosa, la FIFA cortó la emisión a la mitad.
Lo que verán muy rápidamente es a Juliano Pinto en el exo dando la patada unos minutos antes de ir al campo de juego y hacerlo de verdad delante de toda la multitud, y las luces que verán simplemente describen la operación.
Básicamente, las luces azules pulsantes indican que la exo está listo.
Puede recibir pensamientos y devolver respuestas y cuando Juliano toma la decisión de patear la pelota verán dos rayos de luz verde y amarilla que salen del casco y van a las piernas, que representan los comandos mentales recibidos por el exo para hacerlos realidad.
En básicamente 13 segundos, Juliano dio la patada.
Pueden ver los comandos.
Se prepara, ponen la pelota, y da la patada.
Y lo más sorprendente es que 10 segundos después de hacerlo, nos mira en el campo, y nos dice, celebrando como vieron, «Sentí la pelota».
Eso no tiene precio.
(Aplausos)
¿Cómo sigue esto?
Tengo 2 minutos para contarles que va hacia los límites de lo imaginable.
La tecnología cerebro-accionada está aquí.
Lo más reciente: acabamos de publicar esto hace un año, la primera interfaz cerebro a cerebro que le permite a dos animales intercambiar mensajes mentales de modo que un animal ve algo que viene del entorno manda un SMS mental, un SMS neurofisiológico, al segundo animal y el segundo animal hace la acción que tiene que hacer sin siquiera saber que el entorno le envió el mensaje porque el mensaje vino del cerebro del primer animal.
Esta es la primera demo.
Iré muy rápido porque quiero mostrarles la última.
Aquí verán la primera rata a la que se le muestra una luz a la izquierda de la jaula que tiene que presionar a la izquierda para obtener la recompensa.
Va y lo hace.
Al mismo tiempo envía un mensaje mental a la segunda rata que no vio la luz, y la segunda rata, un 70 % de las veces presionará la palanca izquierda para obtener la recompensa sin siquiera experimentar la luz en la retina.
Bueno, llevamos esto un poco más lejos al hacer que unos monos colaboren mentalmente en una red cerebral, básicamente donando actividad cerebral y combinando esto para mover el brazo virtual que mostré antes.
Aquí ven la primera vez que dos monos combinaron sus cerebros, sincronizaron sus cerebros perfectamente para hacer mover este brazo virtual.
Un mono controla la dimensión X, el otro mono controla la dimensión Y.
Pero se pone un poquito más interesante con 3 monos si uno le pide a un mono que controle X e Y, a otro mono que controle Y y Z, y al tercero que controle X y Z, y hace que jueguen el juego juntos, mover el brazo en 3D hacia el objetivo para obtener el famoso jugo de naranja brasileño.
Y lo logran.
El punto negro es la media de toda la actividad cerebral en paralelo, en tiempo real.
Esa es la definición de computadora biológica interactuando vía actividad cerebral y logrando un objetivo motriz.
¿Cómo sigue esto?
No tenemos ni idea.
Solo somos científicos.
(Risas)
Nos pagan para ser niños, para, básicamente, ir a la frontera y descubrir qué hay ahí fuera.
Pero sé una cosa: un día, en unas pocas décadas, cuando nuestros nietos naveguen la red con el pensamiento, o una madre done su vista a un niño autista que no puede ver, o alguien hable gracias a un bypass cerebro a cerebro, alguno de Uds.
recordarán que todo empezó una tarde de invierno en un campo de fútbol brasileño con una patada imposible.
Gracias.
(Aplausos)
Gracias.
Bruno Giussani: Miguel, gracias por apegarte a tu tiempo.
De hecho, te daría un par de minutos más, para desarrollar un par de ideas y, por supuesto, claramente parece que necesitamos cerebros conectados para saber cómo sigue esto.
Conectemos todo esto.
Si entiendo bien, uno de los monos recibe una señal y el otro mono reacciona a esa señal solo porque el primero la recibe y le transmite el impulso neurológico.
Miguel Nicolelis: No, es un poco diferente.
Ningún mono sabe de la existencia de los otros dos.
Reciben una respuesta visual en 2D, pero la tarea que tienen que resolver es en 3D.
Tienen que mover un brazo en 3D.
Pero cada mono solo recibe 2 dimensiones en la pantalla que el mono controla.
Y para lograr el objetivo, hace falta que al menos 2 monos sincronicen sus cerebros, pero lo ideal es que lo hagan los 3.
Descubrimos que cuando un mono empieza a poner menos empeño, los otros dos monos mejoran su desempeño para hacer que el tipo vuelva, eso se ajusta dinámicamente, pero la sincronía global permanece igual.
Ahora, si cambiamos sin decirle al mono las dimensiones que cada cerebro tiene que controlar…
si este mono controla X e Y, pero debería controlar ahora Y y Z, instantáneamente, el cerebro de ese animal olvida las antiguas dimensiones y empieza a concentrarse en las nuevas dimensiones.
Lo que tengo para decir es que ninguna Máquina de Turing, ninguna computadora puede predecir lo que hará la red cerebral.
Por eso absorberemos la tecnología como parte de nosotros.
La tecnología nunca nos absorberá.
Simplemente es imposible.
BG:
¿Cuántas veces has probado esto?
Y
¿Cuántas veces tuviste éxito versus los fracasos?
MN: Decenas de veces.
¿Con los 3 monos?
Varias veces.
No podría hablar de esto aquí de no haberlo hecho un par de veces.
Olvidé de mencionar, por falta de tiempo, que hace apenas 3 semanas, un grupo europeo demostró la primera conexión hombre a hombre, cerebro a cerebro.
BG:
¿Y cómo funcionó eso?
MN: Fue poca información, las grandes ideas empiezan de forma humilde, pero en breve, la actividad cerebral de un sujeto fue transmitida a un segundo objeto, con tecnología no invasiva.
El primer sujeto recibió un mensaje, como nuestras ratas, un mensaje visual, y lo transmitió al segundo sujeto.
El segundo sujeto recibió un pulso magnético en la corteza visual, o un pulso diferente, dos pulsos diferentes.
En un impulso, el sujeto vio algo.
En el otro pulso, vio algo diferente.
Y pudo indicar verbalmente cuál era el mensaje que envió el primer sujeto por Internet atravesando continentes.
BG: Guau.
Bueno, hacia allí vamos.
Esa es la charla TED para la próxima conferencia.
Miguel Nicolelis, gracias.
MN: Gracias, Bruno.
Gracias.
https://www.ted.com/talks/miguel_nicolelis_brain_to_brain_communication_has_arrived_how_we_did_it/