Centro de Neurociencia UC: Viaje al centro del cerebro

Las investigaciones que dirige el profesor de la Facultad de Medicina Francisco Aboitiz -biólogo de formación, doctorado en neurociencias y director del Centro Interdisciplinario de Neurociencia UC-, a ratos se parecen a un capítulo de la serie de ciencia ficción Black Mirror: inteligencia artificial, interfaces entre computadores y cerebros, o creación de “mapeos cerebrales”, para que las intervenciones neuroquirúrgicas sean más precisas y evitar el riesgo de afectar zonas como el lenguaje o la motricidad.

Pero en rigor, sus estudios y trabajos nada tienen que ver con la ficción de una serie: es una realidad que ha explotado en Chile y el mundo, y que él y su equipo, entre quienes está Florencia Álamos -su compañera de trabajo, médica de formación y doctora en neurociencia de la Universidad Católica-, han estado liderando.

El Centro Interdisciplinario de Neurociencia UC involucra a cuatro facultades: Medicina, Ciencias Biológicas, de Química y de Farmacia, y Ciencias Sociales, a través de la Escuela de Psicología. Si bien surgió para sustentar el doctorado en neurociencias en la universidad, ahora se está relanzando con tres focos: la proyección al medio externo, el desarrollo de tecnologías y el impacto social.

Detrás de ese salto, está la mirada y tesón de su director, y de Florencia Álamos, quien es investigadora, además del Centro Interdisciplinario de Neurociencias UC, del Centro de Bioética de la Escuela de Medicina. “Junto con Florencia estamos realizando un proyecto relacionado con generar un taller de robótica en escuelas de alto riesgo social, en la Región Metropolitana, y evaluaremos el desarrollo cognitivo en esos niños y niñas a medida que van cursando el taller”, introduce Francisco Aboitiz.

Esta iniciativa -liderada por la investigadora- cuenta con el apoyo y trabajo en equipo de las fundaciones Mustakis y Kiri, y partiría durante el segundo semestre de este año. “Le hemos llamado ‘programa de robótica integral’ porque nos preocupamos de construir una clase que tiene elementos de la disciplina, la robótica, pero también de la esfera socioemocional. Otro tema importante es la trayectoria: vamos a tomar a los estudiantes en cuarto básico, los seguiremos durante cuatro años y podremos ir viendo los cambios que se producen en la conducta y en los co-relatos neurales, a lo largo del tiempo”, explica la científica.

-¿Cómo lo realizarán, en la práctica? 

-Florencia: vamos a hacerles pruebas conductuales a los niños y niñas, y medir la actividad cerebral de ellos. Como neurocientíficos, queremos ver cómo el cerebro, estimulado de forma ecológica e integral -por este programa-, es capaz de generar cambios plásticos en las funciones cognitivas, sociales y emocionales durante el desarrollo. Esa es un poco la idea.

-¿Cómo se mide el desarrollo cerebral de niños asociado a las clases de robótica?

-Florencia: para medir el desempeño cognitivo usaremos pruebas estandarizadas de memoria de trabajo, capacidad atencional, habilidades sociales y emocionales y registraremos con electroencefalografía (EEG) la actividad cerebral. En particular, mediremos la actividad cerebral de los niños mediante EEG, mientras ellos realizan las tareas. Parte de la metodología que usaremos en el programa es de la Universidad de Harvard, del Ecological Approaches to Social Emotional Learning (EASEL) Lab, liderado por la Dra. Stephanie Jones. Es un laboratorio[MA1]  que dedica a aproximaciones más ecológicas, con un enfoque más integral.

-¿Y por qué decidieron hacer el estudio a través de la robótica?

-Florencia: hasta ahora, en el centro se han hecho trabajos en entrenamientos más puntuales sobre la memoria, en escuelas. El problema es que eso es unidimensional y lo que queremos es algo mucho más “ecológico” y sistémico. El otro atractivo tremendo es que hoy estamos en una explosión de robótica e IA, y por ello no puede ser más actual y pertinente trabajar en este tema en el ámbito educativo y científico. Y, por último, porque debido a esa explosión de IA estamos trabajando para desarrollar sistemas de registros cerebrales en adultos y aspiramos a impulsar interfaces entre cerebros y computadores. Es decir, esto se acerca y confluye con lo que estamos investigando en estos momentos.

-¿Cuáles son los posibles impactos de este proyecto de robótica?

-Florencia: si somos exitosos y logramos demostrar efectos cognitivos y socioemocionales con un sustrato neurocientífico, podríamos publicarlo en una revista con mucho impacto por lo novedosa de la propuesta. Y además, si esto funciona, vamos a generar un producto que podemos usarlo como una herramienta de intervención social. Ese es el punto más importante y lo que nos motiva realmente.

-¿Estas investigaciones, tratándose de niños y de personas, deben pasar previamente por una revisión ética de la universidad? 

-Francisco: en efecto, todos los proyectos que desarrollamos son, en primera instancia, sometidos a un estricto análisis por parte del Comité de Ética de la Facultad. Esto es fundamental.

Un mapa cerebral

-Mencionaron las interfaces entre cerebro y computador. ¿A qué se refieren con eso?

-Francisco: hoy sabemos que, actividades a ciertas frecuencias en el cerebro, están asociadas con las funciones de atención, memoria, etc. Nuestra idea es reforzar este tipo de actividades mediante estas interfaces. Se llaman así porque registran la actividad del cerebro, la pasan a un computador, y los datos vuelven a uno, estableciéndose una conexión con la máquina. Eso lo tenemos a nivel del proyecto.

-Y en este tema, ¿en qué están ahora?

-Francisco: desde el centro y en colaboración con la Unidad de Epilepsia de la Escuela de Medicina, estamos haciendo registros dentro del cerebro en personas que están siendo sometidas a neurocirugías por epilepsia. Estos pacientes tienen algo particular: producto de la intervención, una semana antes se les abre una ventana en el cráneo y se les pone una malla con electrodos, en contacto con el cerebro. Con esta malla, los neurólogos identifican el foco epiléptico, para que los cirujanos puedan operar después. Deben estar una semana hospitalizados para eso. Entonces, nosotros los invitamos a participar de experimentos y registramos la actividad cerebral directa. Les ponemos una pantalla al frente y ellos participan de varios juegos.

-¿Qué quieren averiguar con eso?

-Francisco: varias cosas. Desde el punto de vista científico, Rodrigo Henríquez -investigador del centro- y Joaquín Herrero -estudiante del Doctorado en Neurociencia-, están estudiando cuando las personas hacen una tarea particular en el computador y se distraen mientras están efectuándola. Es un proceso natural e importante el distraerse, y por ello estamos analizando la alternación entre el foco en la tarea y el “desenganche” atencional que ocurre cuando uno se distrae. Entre otras cosas, esto nos da herramientas para entender los mecanismos involucrados en el trastorno por déficit atencional, línea en la cual llevamos muchos años investigando.

-¿Qué más han estudiado en estos pacientes, en colaboración con neurólogos?

-Francisco: el más importante es la implementación de lo que se llama un “localizador funcional”: se trata de someter al paciente a funciones básicas de lenguaje o motricidad, y localizamos las regiones del cerebro que se activan durante esta tarea. ¿Por qué es importante? Porque el cirujano tiene que tratar de evitar intervenir esas áreas y por eso se llama ‘localizador funcional’, porque localizas ciertas funciones que son críticas, a nivel cerebral. Hoy existen ciertos mapas de esto, pero tienen el problema de que son muy generales y hay tremenda variabilidad de persona a persona. Entonces lo que queremos hacer es un localizador personalizado para cada individuo.

-Y luego, ¿qué harían con esa información?

-Francisco: queremos generar una patente y un producto asociado a ella, que se vendería entre los equipos de neurocirugía. Es un producto de utilidad neuroquirúrgica.

-Es bastante “Black Mirror” -la serie de ciencia ficción- esta parte…

-Francisco: Jajaja (risas). Fuera de broma, les diremos, por ejemplo: “en esta parte, donde están los electrodos, no se metan por ahí”. Los cirujanos lo llaman el acceso, de hecho. Hoy se hace con un mapa, por llamarlo de algún modo, más impreciso y general. Se trabaja con modelos genéricos, pero no es tu cerebro, donde están tus funciones. Lo relevante es que este “localizador funcional” será preciso para cada persona.

Sacar a la neurociencia de las cuatro paredes

Como director del centro, Francisco Aboitiz ha sido pionero en su área en establecer puentes con organizaciones de la sociedad civil, “para que la academia no quede aislada”, explica Florencia Álamos. Y de ahí viene el vínculo del centro con fundaciones como Mustakis y Kiri. “Hasta ahora, lo interdisciplinario venía dado entre distintas facultades y disciplinas del ámbito académico, y acá hay un salto en abrir ese paraguas y mirar el ecosistema de Chile”, complementa la investigadora.

-La neurociencia tiene menos visibilidad que otras disciplinas de cara a la sociedad. ¿Por qué se produce eso?

-Francisco: primero, porque es difícil, nadie la entiende. Pero a la vez, genera mucha curiosidad, en el sentido de qué pasa con el cerebro. Cuando digo que soy neurocientífico, ¡me tapan a preguntas! (risas). Las personas en general desconocen lo que hacemos, nos confunden con neurólogos o siquiatras.

Esta menor visibilidad sucede a nivel mundial, pero diría que en Chile más. Siempre me he hecho la pregunta de por qué a la gente le cautivan más las estrellas que el cerebro. ¡No lo entiendo!  

-Florencia: es cierto que hay un interés menos evidente, pero paradójicamente también se ha empezado a manosear un poco el tema. Se le pone “neuro” a todo, neuromarketing o neuroeducación... está bien el interés, pero a veces se usa muy superficialmente. 

-¿Tienen alguna respuesta a la pregunta de por qué las personas se sienten más atraídas por las estrellas que por el cerebro?

-Francisco: no demasiado. Creo que a las personas les cuesta pensar en sí mismas de esa manera. Mirar el cerebro es mirarse a uno mismo, finalmente, e involucra un proceso de introspección que a lo mejor, para algunos, no es muy grato.

-Pasando al tema de formación, realizan una labor en ese sentido con estudiantes de postgrado e investigadores jóvenes. ¿Cuán importante es para el centro?

-Francisco: el centro alberga el doctorado y diplomado en neurociencias, por lo que el tema de la formación es esencial. Hay mucho interés de los alumnos, postulan cerca de 30 personas al año al doctorado. Aceptamos entre cinco y ocho, y de esos en general egresan todos.

El centro nació en el contexto de generar una “chimenea” para la formación en neurociencias. Científicamente estamos bastante bien, pero falta profundizar más en la labor de vinculación con el resto de la sociedad, que es lo que estamos haciendo ahora.

-¿Cuál es la importancia de crear una “masa crítica” de investigación en neurocirugías en Chile y la región?

-Francisco: en el centro ya la hemos creado, tenemos esa masa crítica, es decir, cerca de 30 neurocientíficos en toda la universidad. A nivel regional estamos súper bien posicionados: somos los únicos que estamos haciendo lo de los implantes cerebrales, por ejemplo. Eso lo estamos desarrollando bien y estoy súper orgulloso de este centro y del doctorado.