Crean un modelo informático capaz de descubrir en qué piensa una persona

Investigadores de la Universidad Carnegie Mellon, en Pennsylvania (Estados Unidos) han desarrollado un modelo informático que puede descubrir la palabra en la que piensa un individuo, informa la mencionada universidad en un comunicado.

Según explica al respecto la revista Nature, el invento podría servir para resolver cuestiones sobre la manera en la que el cerebro procesa las palabras y el lenguaje, e incluso puede ser la base para una tecnología de decodifique los pensamientos.

Los científicos, liderados por Tom Mitchell -que es el director del Departamento de Aprendizaje Automático de la Escuela de Ciencias Computacionales de dicha universidad- “adiestraron” al modelo informático para que fuera capaz de reconocer los patrones de actividad cerebral asociados a un total de 60 palabras, que fueron presentadas a nueve voluntarios sólo a través de su nombre (como “apio” o “avión”).

Lenguaje y actividad cerebral

Los científicos partieron de la premisa de que el cerebro procesa las palabras en términos de su relación con el movimiento y con la información sensorial. Por ejemplo, la palabra “martillo” activa las regiones del cerebro vinculadas al movimiento, mientras que la palabra “castillo” activa áreas relacionadas con el procesamiento de la información espacial.

Por otro lado, Mitchell y sus colegas también sabían qué diferentes nombres son asociados más a menudo por el cerebro con algunos verbos que con otros. Por ejemplo, el verbo “comer” se asocia más con palabras como “apio” que con términos como “avión”.

Los investigadores diseñaron el modelo informático tratando de aprovechar estas relaciones semánticas para calcular la manera en la que el cerebro reaccionaría a nombres concretos. Para ello, incluyeron en dicho modelo 25 verbos.

Todo este esfuerzo fue, principalmente, para comprender mejor cómo organiza el cerebro el conocimiento y el lenguaje. Y es que, tal y como explican los científicos en la revista Science, la cuestión de cómo el cerebro humano representa el conocimiento conceptual ha sido debatida en muchos campos científicos.

Cuestión compleja

Anteriores estudios de imaginería cerebral han demostrado que diversos patrones de actividad neuronal se asocian con pensamientos sobre diferentes categorías semánticas de imágenes y de palabras.

El estudio de Mitchell ha podido demostrar ahora que diversos patrones de actividad neuronal se asocian también a palabras. Para conseguirlo, los científicos utilizaron la tecnología fMRI (de captación de imágenes de la hemodinámica del cerebro por medio de resonancia magnética funcional).

A los nueve participantes en el experimento se les pidió que pensaran en 58 palabras diferentes mientras se iban captando las imágenes de su actividad cerebral con la fMRI. Las palabras se les fueron mostrando, y ellos debían pensar en sus propiedades. Al mismo tiempo, y gracias al registro de las imágenes de sus cerebros, se fueron generando los patrones de actividad neuronal vinculados a cada una de estas palabras.

Después, el programa informático fue sometido a prueba, con dos palabras nuevas cuyos patrones no habían sido registrados. Se pidió al ordenador que eligiera qué imagen correspondía a estas palabras y el ordenador las reconoció. El siguiente paso, señalan los científicos, será estudiar la actividad cerebral con frases o composiciones lingüísticas más complejas.

Según Mitchell, el hecho de haber conseguido conocer el procesamiento de las palabras aisladas por parte del cerebro servirá de acicate para empezar a ver lo que hace el cerebro con múltiples palabras, y la manera en que las ensambla. Es decir, que se abre la posibilidad para los investigadores de comprender la “química mental” de la materia gris cuando procesa frases.

Conocimiento general

Mitchell señaló haberse sorprendido de lo similar que resultó la actividad cerebral de los nueve participantes en la prueba para cada una de las palabras. Un estudio anterior de este investigador y su equipo, del que hablamos en Tendencias21, ya había demostrado que los patrones de actividad cerebral que se generan al pensar en objetos familiares se repiten ante los mismos objetos en distintos individuos.

Ambos estudios acabarían tal vez con el enigma filosófico acerca de si la percepción es igual en un individuo que otro. Las investigaciones han revelado que sí: los diversos cerebros reproducen los mismos patrones de actividad neuronal frente a las mismas imágenes, en el primer estudio, pero también frente a los conceptos abstractos de las palabras, según el segundo estudio.

Modelos informáticos como éste podrían ser además útiles para el diagnóstico de desórdenes en el lenguaje o, tal vez, para ayudar a estudiantes a aprender una lengua extranjera. En la demencia semántica, por ejemplo, la gente pierde la capacidad de recordar el significado de las cosas, pero aún se desconoce cómo sucede esto en el cerebro. Quizá pueda encontrarse cual es la codificación neuronal subyacente a este problema.