Los neurocientíficos han descubierto cómo el cerebro aprende tareas físicas, incluso en ausencia de movimientos del mundo real.
Podría depender de llevar la mente al punto de partida correcto y estar listo para ejecutar perfectamente todo lo que sigue con un proceso llamado "ensayo mental".
"Está sentado allí pensando, y mientras piensa que está mejorando cada vez más ..."
Tanto los psicólogos como los atletas saben que funciona: imaginándonos siguiendo rutinas, ya sea patinaje artístico o algo más mundano, mejora nuestras posibilidades de éxito.
"El ensayo mental es tentador, pero difícil de estudiar", dice Saurabh Vyas, un estudiante graduado en bioingeniería en la Universidad de Stanford y autor principal de un nuevo artículo que aparece en Neurona. Eso es porque no hay una manera fácil de mirar el cerebro de una persona cuando se imagina a sí mismo corriendo hacia una victoria o practicando una actuación.
"Aquí es donde pensamos que las interfaces cerebro-máquina podrían ser ese lente, porque le dan la capacidad de ver lo que está haciendo el cerebro, incluso cuando en realidad no se están moviendo", dice.
Aunque hay algunas advertencias importantes, los resultados podrían señalar el camino hacia una comprensión más profunda de lo que es el ensayo mental. Además, los investigadores creen que los hallazgos podrían conducir a un futuro en el que las interfaces cerebro-máquina, generalmente consideradas como prótesis para personas con parálisis, también son herramientas para comprender el cerebro, dice el autor principal Krishna Shenoy, profesor de la Facultad de Ingeniería de Stanford. y un miembro de Stanford Bio-X y el Instituto de Neurociencias de Stanford.
Del pensamiento a la acción.
La idea para el estudio surgió al pensar en cómo las personas aprenden a usar las interfaces cerebro-máquina para realizar una tarea, dice Vyas. En una configuración típica, una persona, o, muy a menudo, un mono, tiene que aprender a mover el cursor alrededor de la pantalla de una computadora utilizando solo patrones de actividad en el cerebro, no la mano u otros movimientos. Eso hizo que Vyas se preguntara si lo que la gente (o los monos) aprendieron utilizando las interfaces cerebro-máquina podría de alguna manera transferirse, de una manera similar al ensayo mental, a los movimientos físicos.
"Está sentado allí pensando, y mientras piensa que está mejorando cada vez más" al mover el cursor, dice Vyas, refiriéndose a uno de los monos que estudió. “La pregunta natural es: ¿qué sucede si cambias a otro contexto, donde ahora él realmente tiene que generar actividad muscular? ¿Ves los efectos de ese aprendizaje en ese nuevo contexto?
La respuesta corta es "sí", el aprendizaje mental se transfiere al rendimiento físico. Inicialmente, Vyas enseñó a dos monos equipados con interfaces cerebro-máquina a mover un cursor de un lugar a otro en la pantalla de una computadora usando solo sus mentes, luego introdujo una complicación, llamada rotación visomotora: qué señales mentales usaron previamente para mover un cursor hacia arriba ahora lo movería en ángulo, digamos 45 grados en el sentido de las agujas del reloj.
Los monos se adaptaron fácilmente, y esa adaptación continuó cuando repitieron la misma tarea usando sus manos, en lugar de la interfaz cerebro-máquina, para controlar el cursor directamente. Ahora, si los monos querían mover el cursor hacia arriba, movían sus manos 45 grados en el sentido de las agujas del reloj.
Esto sugirió que los monos estaban haciendo algo así como un ensayo mental, dice Vyas: lo que habían aprendido a hacer en sus mentes, lo podían hacer con sus manos.
Algunos experimentos adicionales y un análisis de la actividad neuronal registrada sugieren la razón: al ensayar la tarea con una interfaz cerebro-máquina, los patrones de actividad en los cerebros de los monos se encuentran en el lugar correcto, para que puedan llevar a cabo la misma tarea de rotación con su manos, a pesar de que nunca antes lo habían hecho.
'Una nueva herramienta'
"Hay diferencias clave entre nuestro paradigma y el verdadero ensayo mental", dice Vyas, y hay razones para ser cautelosos al interpretar los resultados de manera demasiado amplia.
Por un lado, no puedes simplemente pedirle a un mono que imagine que completa una actividad física, como podrías hacer con una persona. Por otro lado, ensayar mentalmente una tarea no es lo mismo que usar una interfaz cerebro-máquina para hacerlo. En el último caso, las personas reciben comentarios sobre cómo les va, algo que solo pueden imaginar en un ensayo mental.
"No podemos probar la conexión más allá de una sombra de duda", dice Shenoy, pero "este es un paso importante para comprender qué ensayo mental puede ser en todos nosotros".
Los siguientes pasos, dicen él y Vyas, son descubrir cómo el ensayo mental se relaciona con la práctica con una interfaz cerebro-máquina, y cómo la preparación mental, el ingrediente clave para transferir esa práctica a los movimientos físicos, se relaciona con el movimiento.
Mientras tanto, dice Shenoy, los resultados demuestran el potencial de una herramienta completamente nueva para estudiar la mente. "Es como construir una nueva herramienta y usarla para algo", dice Shenoy. "Utilizamos una interfaz cerebro-máquina para sondear y avanzar en la ciencia básica, y eso es súper emocionante".
La financiación para el estudio provino de los Institutos Nacionales de Salud, la Fundación Nacional de Ciencias, una Beca de Graduación Ric Weiland Stanford, una Beca Bio-X Bowes, la Asociación ALS, la Agencia de Proyectos de Investigación Avanzada de Defensa, la Fundación Simons y Howard Hughes Instituto medico.
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