Entrevista a Miguel Nicolelis, experto brasileño en neurociencias, investigador de la Duke University y del Instituto Internacional de Neurociencias de Natal “Edmond e Lily Safra”.

(16/04/08. Agencia CyTA-Instituto Leloir. Por Laura García Oviedo) -A principios de 2008, el equipo de Miguel Nicolelis sorprendió al mundo al demostrar que el pensamiento de un mono que estaba en un laboratorio de los Estados Unidos podía viajar hasta la otra punta del planeta y hacer caminar un robot en Kyoto, Japón. “Este es un pequeño paso para un robot pero un gran salto para un primate”, dijo entonces el experto en neurobiología, quien es considerado por la prestigiosa revista Science, como uno de los científicos más influyentes del mundo.

Los experimentos del neurocientífico brasileño nacido en San Pablo, que en la actualidad trabaja en la Duke University, Estados Unidos, ya habían dado que hablar. En 2003, logró, también por primera vez en la historia, que un mono controlase los movimientos de un brazo robótico con su pensamiento. El sistema a través del cual se logra este proceso se llama “interfase cerebro-máquina”, y en el futuro podría ayudar a personas discapacitadas a moverse mediante prótesis robóticas.

Nicolelis estuvo hace pocos días en la Argentina para participar en el X Taller Argentino de Neurociencias realizado en Huerta Grande, Córdoba. En esta entrevista, con las sierras cordobesas de fondo, cuenta los detalles sobre su trayectoria en el conocimiento de las neuronas, acerca de un nuevo proyecto que tiene en el Brasil y hasta confiesa por qué le fascina descubrir los misterios del cerebro.

-Antes que nada, ¿podría contar cómo comenzó a trabajar en neurociencias?

-Después de terminar la facultad de medicina, hice un doctorado en Universidad de San Pablo. Al terminarlo, mi idea era desarrollar técnicas para registros de sistemas de neuronas de forma simultánea. Esto era un gran tabú, ya que era muy difícil técnicamente y no se tenía certeza acerca de su utilidad. Había otras áreas que se dedicaban a registrar la actividad de una única neurona. Nosotros propusimos que era importante visualizar todo o una gran muestra del circuito, que está formado por millones de células. En estos 20 años, evolucionamos del registro de única célula, al de 400 ó 500 células simultáneamente.

-¿Y cómo lo registraron? ¿Con imágenes?

-No, usamos electrodos muy finos, del grosor de un pelo, que se implantan en el tejido, y eso nos permite monitorear simultáneamente, la actividad eléctrica de las neuronas. Realizamos múltiples implantes, y eso nos permite tener una muestra de todos los circuitos neuronales y su dinámica. Es por eso que creamos la interfase cerebro-máquina, que nos permite decodificar la información contenida en la población de neuronas en tiempo real. En milisegundos, registramos múltiples parámetros motores que pueden ser usados para controlar un brazo, o una pierna mecánica, y permitir que un mono o un ser humano lo pueda hacer automáticamente.

-¿Sólo con el pensamiento?

-Claro, logramos que lo piense sin moverse y que utilizando las señales eléctricas del pensamiento controle el movimiento de un brazo artificial, que puede estar separado, o puede estar próximo, como una prótesis acoplada. Nosotros fuimos los primeros en demostrar que se puede tener un robot en Japón, controlado directamente por los pensamientos de un mono en la costa este de los Estados Unidos en tiempo real. El mono, en la Universidad de Duke, en Carolina de Norte, caminaba en una cinta y pensaba cómo eran los movimientos de las piernas. Nosotros registramos la actividad de 300 células, decodificamos eso, y enviamos a Kyoto los parámetros motores extraídos del mensaje de su cerebro.

-¿Y qué se hacía con esa información en Japón?

– En Kyoto, este mensaje fue dirigido a las piernas de un robot muy sofisticado, llamado CB [N.d.R.: por las siglas en inglés de “Cerebro Computacional”], y este robot comenzó a caminar de acuerdo con las instrucciones del cerebro del mono, y a enviar la imagen de sus piernas caminando a los Estados Unidos. Esas imágenes eran vistas en una pantalla por el mono, de tal manera que el animal podía visualizar la realización de sus movimientos.

-¿El mono se daba cuenta que él controlaba el robot?

-Sí, claro. Después de una media hora de este proceso continuo, desactivamos la cinta donde el mono caminaba. Entonces, el mono se quedó quieto, pero continuó imaginando los movimientos y siguió viendo al robot que caminaba.

-O sea que en la primera etapa, el mono se movía sobre una cinta y después se quedó inmóvil…

-Sí, exacto, y luego sólo pensaba los movimientos, que eran manejados en su cabeza medio segundo antes que los movimientos del robot. En este intervalo, nosotros registrábamos las señales eléctricas, decodificábamos los parámetros motores necesarios para las piernas del mono, y enviábamos los datos a Kyoto, para que el robot se moviera de acuerdo con las señales del cerebro del mono. Cuando ambos se acostumbraron a la situación, nosotros desconectamos la cinta y el mono dejó de moverse. Pero como tenía las imágenes del robot y recibía una recompensa, comida, para mantener al robot caminando, se condicionó para continuar imaginando los movimientos. Y se mantuvo así por varios minutos.

-¿Y este experimento , cómo ayudaría en la medicina humana?

-Nuestros experimentos con los miembros superiores e inferiores demostraron que es posible condicionar a los animales para imaginar los movimientos. Los pensamientos pueden generar la estructura del movimiento sin que el animal tenga que moverse. Para los pacientes que perdieron los movimientos porque tuvieron una lesión de la médula espinal, esto puede ser fundamental. Nos da esperanza de que en el futuro se registren las señales del cerebro de los pacientes humanos y puedan usarse para comandar prótesis mecánicas o robóticas, que la gente usaría para caminar mediante el control de su propio pensamiento.

-¿Se está muy lejos de algo así?

-Estamos avanzando muy rápidamente, creo que tenemos una oportunidad de comprobar estas ideas con pacientes en los próximos años. Este trabajo probablemente lo haremos en colaboración con el Instituto Internacional de Neurociencias de Natal “Edmond e Lily Safra”, el Hospital Sirio-Libanés de San Pablo, que es el mejor de los hospitales privados del Brasil, y la Duke University.

-¿Cuándo comenzarán los experimentos?

-El Instituto ya está funcionando desde 2005 y tenemos un laboratorio de neurofisiología clínica en ese hospital. Ya estamos preparando todas las condiciones para realizarlos en los próximos dos o tres años. El centro que dirijo en Duke firmó una colaboración con estas dos instituciones. En los Estados Unidos, tenemos toda la parte tecnológica, la técnica, los electrodos, el hardware. Los neurocirujanos del Brasil ya visitaron Duke, los de Duke también ya fueron a San Pablo para hacer un intercambio de técnicas. Ahora estamos preparando todo lo que es necesario. Será algo muy interesante, y también muy importante para la ciencia brasileña.

-¿Podría contar un poco sobre el Instituto que usted impulsa en el Brasil?

-Si bien trabajo en la Universidad de Duke, en Carolina del Norte, impulso el proyecto de este nuevo instituto internacional de neurociencias. Se está construyendo en Natal, en el norte del Brasil. Es un proyecto muy nuevo, de iniciativa privada, pero con gran participación del gobierno federal y de los ministerios de ciencia y tecnología, de educación y salud. Queremos que el instituto no sea solamente de investigación, sino que también la ciencia de alto nivel sirva como un agente de desarrollo regional en el noreste del Brasil.

-¿Cuáles son los temas principales de investigación de ese instituto de neurociencias?

-Se realiza investigación básica en circuitos neuronales. Se estudian los mecanismos fisiopatológicos de enfermedades como el mal de Parkinson, los mecanismos neuronales de consolidación de la memoria, y el sueño, y básicamente, se estudian los principios fisiológicos de cómo los circuitos neuronales procesan información motora y sensorial.

-¿Cuántos investigadores tiene este instituto?

– Tenemos en la actualidad un total de 35 investigadores, pero va a crecer muy rápido. Hay investigadores brasileños que retornaron al país, también cubanos, y ahora estamos reclutando europeos y estadounidenses. El instituto está ligado a una red de colaboración internacional, que incluye a la Duke Univeristy, y al Instituto de Robótica de Kyoto, Japón. Ahora tenemos una gran oportunidad porque el gobierno federal aprobó para este mismo centro, la creación de doce laboratorios, con nuevos jefes y estudiantes.

-¿Y dentro de ese instituto se hacen otros proyectos?

– Conjuntamente con el instituto y la investigación, tenemos una escuela de ciencia para niños, que es la primera del Brasil. Funciona desde 2006 y ya tiene mil estudiantes. Es para alumnos de las escuelas públicas, de 11 a 15 años. Es gratuita y está abierta después del horario normal de la escuela, y los niños pueden pasar el resto del día trabajando en experimentos en grandes laboratorios de física, robótica, biología, astronomía y electrónica.

-Su madre es una reconocida escritora de cuentos para niños en el Brasil, ¿tiene algo que ver con esta iniciativa?

-En realidad no, ésta es más bien una idea para demostrar la teoría que yo he profesado por años; que la ciencia puede ser un agente de transformación social, en países como el Brasil, la Argentina y en Sudamérica. De manera conjunta con la escuela, tenemos una clínica para mujeres para prevención del cáncer, y de servicio prenatal para habitantes de esa región del Brasil, que es muy pobre.

-¿Piensa que algún día se podrá controlar con el pensamiento a un robot que esté en Marte, por ejemplo?

-(risas) En Marte no todavía, pero llegaremos lejos.

-Una última pregunta, ¿qué es lo que más le apasiona del cerebro humano?

-Creo que es una cosa muy preciosa. Nosotros tenemos la oportunidad de descubrir lo que realmente significa ser humano, me fascina esa posibilidad. La esencia del ser humano está contenida en los secretos del cerebro. No hay otra pregunta en la biología que tenga esta magnitud de profundidad.