La electricidad de la mente, Lucas Parra

10.11.2018 - Nueva York, Estados Unidos - Pía Figueroa

Este artículo también está disponible en: Francés, Griego

La electricidad de la mente, Lucas Parra
Lucas Parra, a la derecha (Imagen de redes sociales)

Fuimos hasta su linda casa en Brooklyn un sábado por la mañana, donde nos recibió con su extraordinaria cordialidad de siempre, para entrevistarlo más concentrádamente en un café cercano. Charlamos unas dos horas y media, pero sentimos – al despedirnos – que recién estábamos comenzando. Tan fascinantes son sus investigaciones, que daría para muchas otras sesiones de preguntas y respuestas, tratando de entender el modo en que puede ayudarse a la mente a trabajar mejor. Así mismo, nos quedó pendiente una visita a su laboratorio, para verlo moverse en su propio terreno, el de la investigación. Lucas Parra es un hombre muy dedicado a lo que hace y, por lo que pudimos advertir, pone una gran pasión en su trabajo. Él es Profesor de Ingeniería Biomédica en el City College de Nueva York, con un Ph. D. en física. Co-fundador de dos compañías start-up: soterixmedical.com y neuromatters.com

Pressenza: En el campo de la ciencia, cuál es tu especialidad actual?

Lucas Parra: Hago cosas diferentes. Comencé trabajando en temas de física y luego de ingeniería, y me fui moviendo hacia la bioingeniría. Desde allí desarrollé varios trabajos que me permitieron transitar hacia un campo más médico, hacia la neurociencia. Ahora estoy estudiando el cerebro. Y en el contexto del cerebro, hago sobretodo ingeniería. De modo que los proyectos en los que estoy consideran la estimulación cerebral con fines terapeúticos; hago electroestimulación. Otro aspecto es la interpretación de las señales del cerebro, lo que llamamos “leer el cerebro”, interpretar sus señales en tiempo real. Entonces, si tuviera que decir en pocas palabras a qué me dedico, es a leer y escribir el cerebro.

Pressenza: ¿Cuáles son los mecanismos del cerebro que lees o escribes?

Lucas Parra: “Leer y escribir” corresponde a un modo de decirlo, pero lo que realmente hago mejor te lo voy contando en base a los proyectos en los que estoy involucrado.

Uno en el que he estado trabajando mucho durante los últimos dos años es la electroestimulación, con fines terapeúticos. Por ejemplo, tenemos un proyecto relacionado con la recuperación de los pacientes que han sufrido ACV o infarto cerebral. Cuando tienes un infarto, sueles perder varias funciones, puedes tener dificultades para hablar y tienes que volver a aprender a hacerlo, abrir nuevos circuitos para aprender nuevamente a desarrollar esas funciones que has perdido. La electroestimulación es literalmente aplicar corriente a la cabeza. Y parece tener algunos beneficios, no demasiados, pero ayudan a que las personas aprendan más rápido. La pregunta que surge es por qué sucede eso. ¿Podemos hacerlo más efectivo?

Pressenza: ¿Podríamos usarlo sin que se haya producido un infarto cerebral, simplemente para aprender?

Lucas Parra: Si, tal vez… Pero yo estoy enfocado en el aspecto médico. Mucha gente está usando esta técnica como herramienta para investigar el cerebro. Pero en mi caso, estoy interesado en el aspecto médico. ¿Podemos ayudar a la gente a recuperar sus habilidades después de haber sufrido un infarto? ¿Podemos hacerlo más efectivamente? ¿Cómo funciona? Esas son las preguntas y llevo adelante proyectos de investigación para cada una de estas preguntas. También me he ido involucrando con una empresa que construye aparatos, de modo que hay todo un tema investigando cómo las células neuronales reaccionan a la electricidad hasta llegar a acompañar ese proceso con aparatos clínicos que puedan estimularlas. Esa es una gran área.

Puedo comentarte más sobre todo esto. Pero el otro pilar es el de la lectura cerebral. Durante mucho tiempo estuve mirando los electroencefalogramas que se usan especialmente en casos de epilepsia, para diagnosticar la epilepsia. Una manera simple de observar lo que está pasando en el cerebro es atender a su actividad eléctrica. Esto se usa para la epilepsia, para otro tipo de desórdenes también, cuando la gente tiene dificultades con el sueño, y podemos ponerle unos electrodos para ver qué está pasando mientras duerme. Esas señales también nos van dando información sobre los procesos cerebrales. Lo hemos estado usando para ver si podemos interpretar las señales cerebrales en tiempo real, como por ejemplo, si cuando ves algo o cuando escuchas algo puedes – mirando las señales cerebrales – interpretar lo que está sucediendo en tu cabeza, mientras estás procesando esa información.

Ello nos llevó a lo que alguna gente llama “interface computacional cerebral”, que te permite leer las señales en tiempo real y lograr que el computador responda, reaccione ante ello. Entonces, en vez de que tengas que mover el mouse sobre tu escritorio, bastaría con que pienses que estás moviendo el mouse. Son las imágenes las que mueven. Esa es otra área general de investigación.

La parte que a mí más me gusta es aquella que se nos fue dando al mirar los electroencefalogramas en tiempo real de las personas que estaban viendo películas. Es un proyecto divertido que nos ha llevado a un descubrimiento básico que es que cuando estás mirando una película y yo también la estoy viendo, las ondas cerebrales tuyas y mías suben y bajan juntas, de modo que se sincronizan. Frente a un estímulo común, el comportamiento cerebral se sincroniza. Sin embargo, aún cuando estés mirando la misma película, pero si estás distraído, si tienes otras cosas en mente, entonces tu cerebro ya no se sincronizará con el de los demás. Resulta ser una buena forma de medir si estás prestando atención o no.

Pressenza: entonces, decíamos que frente a un mismo estímulo, diferentes cerebros se sincronizan reaccionando de igual forma…

Lucas Parra: La actividad neuronal es similar entre las personas pero únicamente si están prestando atención. Es una buena forma de medir la capacidad atencional. Una palabra que usamos para esto es el “compromiso”. Es una buena palabra que te indica si estás o no “comprometida” con el estímulo, “engaged” en inglés. Hemos mirado películas de Hitchcock, hemos visto spots de publicidad y hay mucho que aprender, también de los posteos de las redes sociales, Facebook, Twitter, etc. . vídeos y ya no fotografías, porque sabemos que el solo hecho de que se mueva algo, atrapa tu actividad cerebral. Y vemos que las imágenes que no se mueven o que son muy lentas, no atrapan tu cerebro. En cambio si se trata de imágenes rápidas, con buena dinámica, son capaces de lograr la sincronización entre varios cerebros.

Lo que estamos midiendo es la respuesta inmediata a un estímulo, en el lapso de un segundo o algo así. Eso por la modalidad con la que estamos usando la electroencefalografía, que te muestra las fluctuaciones muy rápidas que se dan. Actividad neuronal rápida. Cualquier proceso lento, que tome varios segundos o minutos, o tal vez incluso horas, no va a sincronizarse ya que nuestros pensamientos no tienen las mismas velocidades. Incluso si la gente está haciendo lo mismo, puede que lo estén haciendo a distintas velocidades y no necesariamente se alinean tan bien. Lo que nosotros podemos medir son las respuestas rápidas.

Hay métodos que te permiten medir respuestas más lentas, gracias a resonancias magnéticas, es una técnica que va midiendo la respuesta hemodinámica, de modo que cuando un área del cerebro se activa, demanda más sangre. Los vasos sanguíneos se abren, literalmente, y hay más sangre, lo que se puede medir como respuesta hemodinámica, como la respuesta dinámica de la sangre. Una ventaja de esta técnica es que puedes ver dentro, en profundidad, en el cerebro y con muy buena resolución. De modo que se trata de una interesante técnica que te permite leer el cerebro realmente.

Hay quienes han podido establecer la relación entre la actividad cerebral de quien relata una historia y quien escucha ese relato; entre quien emite y quien recibe; actividades similares del cerebro se dan en ambos y eso es muy interesante de constatar. Verifica la importancia de la comunicación.

Esa es toda un área de investigación que es entretenida, que me gusta. También los sujetos que se prestan para los experimentos la pasan bien, se ponen ahí a mirar vídeos durante una hora, ven su actividad cerebral, es muy simpático.

Sea que recuerdes o no lo que viste en una película, puede igualmente ser interesante verificar que lograste esa sincronicidad con otros.

Un proyecto que tengo con vídeos tiene que ver con la educación. Gran parte de la educación se imparte on-line en estos tiempos. Cada vez más se pone material en Internet y de hecho los profesores no dictan ya sus clases, sino que ayudan a los alumnos a resolver problemas y sostienen la interacción con ellos, pero los contenidos son aportados mediante material audiovisual que pueden bajar de Internet. Pero la pregunta que surge es si los alumnos prestan realmente atención a los vídeos. Es muy difícil que lo hagan. Ya es difícil hacerlo cuando alguien está hablando frente a tí, más aún con este tipo de material didáctico que ya no es presencial. Lo hemos medido y efectivamente la gente no le presta ninguna atención. A menos que no tenga animaciones, interrupciones, entretenimiento que ayude a aprender. Es fácil entretenerse con una película, pero no es que estés incorporando nuevos conocimientos. Entonces ¿cómo comprometemos a los alumnos a poner atención a estos vídeos? Hay un gran debate sobre esto.

Pressenza: ¿Y qué otras investigaciones estás llevando a cabo?

Lucas Parra: Hay una muy interesante que nos está mostrando cómo se activa la parte prefrontal del cerebro cada vez que tienes percepciones conscientes, atentas. Es como si esa zona del cerebro se irrigara profundamente cuando prestas atención a las percepciones. Hemos experimentado con personas que se encuentran en coma y no logran despertar. Puede que estas personas hayan sufrido daños cerebrales y tengan problemas fisiológicos que les impiden despertar. Entonces tratamos de entender cómo esas personas que parecen estar inconscientes e inmóviles, pueden llegar a entender lo que les dices. ¿Puedes predecir de su actividad cerebral si van a llegar a despertarse o no? La idea es estimularlos cerebralmente, activando el cortex prefrontal. Esa parte es una suerte de umbral que irriga luego el resto de cerebro. Esa es la idea básica y colaboro con la estimulación cerebral para tratar de despertar a estos pacientes que han caído en estado vegetal. Con estimulación eléctrica, hemos logrado que el veinte por ciento de estos pacientes mejoren sus condiciones cerebrales. Al estimular eléctricamente se excita al cerebro y puede ser por ello que las neuronas vuelven a funcionar.

Las neuronas son células polarizadas, dentro de la célula es negativo y fuera de ella positivo. Pero cuando la información entra, la membrana se abre y se produce una descarga. Esa descarga viaja a través de axón y abre caminos. Entonces constantemente se están produciendo en ellas estas cargas y descargas. Cuando hablamos de actividad neuronal, es cuando se está produciendo una descarga. Lo llamamos “fuego”, cuando una neurona entra en “fuego”. Lo que hace la estimulación eléctrica, es que facilita a la membrana el abrirse. Al aplicar electricidad, la idea es que aumentamos la sensibilidad de esa membrana para que se abra y se produzca la descarga. Se trata de una descarga eléctrica. Es lo que medimos con los electroencéfalogramas. El cerebro es tanto químico como eléctrico. Las neuronas individuales, cuando se cargan y descargan, realizan una actividad eléctrica. En cambio la comunicación entre neuronas, las sinápsis, son estrictamente químicas. Los neurotransmisores se abren y fluyen y se produce una suerte de difusión. De modo que entre las neuronas el intercambio es químico, pero la actividad interna de la neurona misma es eléctrica. Mi trabajo es exclusivamente eléctrico. Mi interés es ver cómo la electricidad interactúa con el sistema. Por una parte medir, “leer” la electricidad que se está produciendo ante la actividad cerebral y por otra, aplicar, estimular con electricidad en el trabajo clínico con pacientes.

Esta idea de aplicar electricidad comenzó hace más de cien años, incluso hay muchas películas sobre ello. Los pacientes que no responden a medicinas, pese a haber probado muchas para salir de una depresión, pacientes que han intentado suicidarse, al experimentar con terapias electroconvulsivas, han podido observar beneficios indudables. Las técnicas electroconvulsivas se han probado durante muchos años y tienen valor clínico comprobado. Capaz que se las puede probar con menor intensidad y lograr los mismos resultados. Hace unos 15 años atrás comenzamos con este trabajo de aplicar una corriente muy suave, tan suave como una pila, que no produce ninguna convulsión, casi ni siquiera se la siente. No tiene efectos secundarios, pero sí produce efectos cognitivos. Por ejemplo lo que ya mencioné de mejorar la capacidad de aprendizaje. Ahora estoy trabajando con personas que, fruto de un infarto cerebral, perdieron por ejemplo su capacidad de hablar. Se ha demostrado que quienes son estimulados eléctricamente se recuperan más rápido y mejor que los pacientes a los que solamente se realizan las terapias tradicionales.

Inventamos hace poco un aparato que permite la aplicación localizada de electricidad sobre ciertas zonas cerebrales, en base a pequeños electrodos, como si fuera un casquete. Este tipo de estimulación la estamos relacionando con el aprendizaje, usándola para mejorar los niveles atencionales en los procesos de aprendizaje. La aplicación de electricidad no tiene efectos secundarios, es barata, pero a mí me interesa en función de mejorar los procesos de aprendizaje, aparte de los casos clínicos que ya mencioné. Estos casquetes los usan actualmente básicamente investigadores.

Es un campo, este de la electricidad del cerebro, fascinante para experimentar. Hemos producido varios avances y de seguro en el futuro cercano seguiremos avanzando en la “lectura” y la “escritura” del funcionamiento cerebral.

Categorías: Ciencia y Tecnología, Entrevistas, Norteamérica
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