Creo que ya lo he visto todo: neurofeedback en ratas.

El jueves de la semana pasada nos desayunamos (siempre quise empezar un apunte con esta frase) con un artículo en la revista Nature de Koralek y colaboradores de la Universidad de California que ha pasado desapercibido para los medios de comunicación mayoritarios pero que a mí me parece impresionante, no solo por sus implicaciones sino por el modo de llevar a cabo el experimento.

El objetivo del trabajo fue la de dilucidar si una cierta vía nerviosa, la corticostestriatal (llamada así por unir la corteza cerebral con el estriado), se encuentra implicada no solo en el aprendizaje de tareas motoras, algo que ya se sabía desde hacía bastante tiempo, sino si también podría participar en el aprendizaje de tareas más abstractas. Esta vía es muy importante en el aprendizaje de tareas como conducir, montar en bicicleta o aprender unos pasos de baile. Lo que los investigadores querían saber es si este circuito está involucrado en el aprendizaje de otras tareas que no resultan directamente del movimiento del cuerpo. Esto es muy importante, por ejemplo, para diseñar prótesis controladas con las ondas cerebrales, o sillas de ruedas que se muevan solo con el pensamiento. Pues bien, los investigadores, ni cortos ni perezosos, diseñaron un experimento en ratas para tratar de responder a esta pregunta.  

Y aquí viene lo interesante. Los investigadores implantaron electrodos para detectar la actividad de neuronas en la corteza motora primaria (M1) y el estriado y transformaron, mediante el empleo de un algoritmo, la actividad de las neuronas de M1 en un tono acústico (es decir, la actividad x de las neuronas equivale a un tono y). Las ratas tenían que llevar a cabo una tarea que consistía en modificar la actividad de las neuronas de su corteza motora (aquella que se estaba detectando) de modo que se alcanzase un determinado tono acústico. Es decir, las ratas perciben en todo momento el tono al que equivale la actividad de las neuronas de su corteza motora y en base a ese feedback que ellas reciben la actividad de esas neuronas debe modificarse para alcanzar el tono acústico adecuado, el cual les proporcionará una recompensa determinada. Las ratas podían modificar esa actividad para llegar a dos tonos diferentes, uno que les proporcionaba comida, y otro una bebida dulce. Lo sorprendente de todo esto es que las ratas son capaces de aprender a llevar a cabo esta tarea en tan solo tres días y luego van mejorando muy poco a poco, un aprendizaje que es muy similar al que se observa con tareas motoras.

En el resto del trabajo lo que los investigadores comprueban es que esa actividad de las neuronas de M1  no se ve modificada por el hecho de que los animales realicen un determinado movimiento, ya sea de sus patas o incluso de sus vibrisas (los bigotes). Después comprueban que la tarea consiste en una conducta orientada a un fin (obtener la recompensa) y que no se trata de un hábito (los cuales se hacen de forma automática, sin que importe, por ejemplo, si la recompensa se devalúa, lo que ocurre, por ejemplo, con los adictos a drogas). Ven que se trata de una conducta orientada a un fin, lo que para ellos es una prueba de que la rata modifica intencionalmente la actividad de las neuronas de la corteza motora para obtener la recompensa. Este “intencional” siempre entre comillas, pues es dudoso que la rata pueda modificar de forma intencional la actividad de sus neuronas de M1. Y finalmente, empleando ratas y también un modelo genético de ratón observan que para el aprendizaje de esta tarea es fundamental que se active la vía corticoestriatal, lo que era el objetivo inicial de su estudio, puesto que observan que cuando las ratas aprenden la tarea se establece una sincronización entre las neuronas de M1 y el estriado y si se inactiva esa vía las ratas no aprenden la tarea.

La prueba que realizan las ratas tiene mucho que ver con una similar que hemos visto recientemente en ciertos informativos y en la segunda parte del muy recomendable documental El mal del cerebro en los que a un grupo de personas con problemas de memoria y/o atención se les coloca delante de una pantalla con un cuadrado rojo y ellos, mediante la modificación de su actividad encefálica deben cambiar el color del cuadrado a morado. Es una forma de hacer que esos individuos se concentren y que potencien la actividad de determinadas vías neurales. Lo que no está muy claro todavía es si los resultados que se obtienen mediante este entrenamiento son muy duraderos o no. Lo que sí está claro, es que este trabajo nos ayuda a saber qué áreas encefálicas se encuentran implicadas en la interacción cerebro-máquina, relación que se incrementará seguramente en años venideros. ¡Bienvenidos al futuro!