Comunican un cerebro humano con el cerebro de una rata

Según la leyenda, en 1284 apareció en la ciudad alemana de Hamelin un flautista que libró a sus habitantes de una invasión de ratas. Lo consiguió tocando la flauta, que atrajo a los roedores hasta un río y se ahogaron.

Más de 700 años después, científicos chinos de la Universidad de Zhejiang han conseguido la capacidad de controlar mentalmente a un roedor y, potencialmente, de provocarle el mismo destino que a las ratas de Hamelin.

Tal como explican en un artículo publicado en Nature Scientific Reports, han creado una interfaz cerebro-a-cerebro (BBI) que conecta un cerebro humano a un ordenador, que luego codifica y estimula la reacción de la rata a través de electrodos implantados en su cerebro.

Este sistema inalámbrico de cerebro a cerebro permitió a una persona conducir a la rata ciborg a través de un laberinto. Sólo faltó que terminara ahogada en una piscina para que se repitiera el relato de Hamelin, sin necesidad de flauta y sin leyenda.

Guiar en un laberinto

El experimento consistió en guiar el comportamiento de una rata a través de un laberinto. Para poder llevarlo a cabo, los científicos entrenaron primero al roedor para que asimilara impulsos que llegaban de fuera de su cerebro, a través de los electrodos. De esta forma consiguieron una rata capaz de interpretar órdenes mentales ajenas a sus circuitos neuronales.

El laberinto era algo complejo, con forma de asterisco de ocho brazos. La rata fue colocada en un extremo del brazo de un laberinto y una persona debía indicarle el recorrido a realizar para que siguiera una ruta predeterminada.

Es sabido que las ratas se comportan siguiendo patrones específicos que les llevan a reaccionar siempre de la misma forma en situaciones parecidas. Este experimento ha roto este patrón natural e introducido en el cerebro del roedor un comportamiento ajeno a su programación, inducido directamente por un cerebro humano.

Para que el experimento funcionara fue necesario que el participante humano estuviera equipado con un dispositivo de electroencefalograma (EEG), que mide las señales cerebrales. Este dispositivo estaba conectado a su vez a un ordenador. Cuando el participante humano quería indicar a la rata la trayectoria a seguir, sus señales cerebrales eran enviadas al ordenador, que las decodificaba para hacerlas “comprensibles” al cerebro de la rata.

A continuación, el ordenador enviaba la señal del cerebro humano decodificada  a una mochila que llevaba la rata adosada a su espalda. En esa “mochila” es donde se procesa la señal recibida del cerebro humano y desde donde se envía el estímulo a los electrodos situados en el cerebro de la rata, que la llevan a seguir la trayectoria particular decidida por el ser humano.

Retraso temporal

El experimento funcionó adecuadamente, pero no en tiempo real. Todo se desarrolló con un retardo temporal similar al que se produce cuando hablamos a distancia con otra persona y la comunicación no es buena. Y ocurre porque la señal EEG emitida por el cerebro humano es débil.

"El EEG mide la actividad eléctrica del cerebro, a través del cráneo. El EEG nos da una señal rápida, pero como el cráneo y la piel no son muy conductores y son bastante gruesos, no dan una buena señal espacial del cerebro", explica Angus McMorland, ingeniero biomédico en la Universidad de Auckland no asociado con el estudio, citado por Cnet.

Los investigadores aclaran también que las señales cerebrales que indican un giro a la izquierda o la derecha se pueden decodificar, pero no la señal que indica que debe avanzar. Para este movimiento, el participante humano utilizó el parpadeo de los ojos, que la rata podía interpretar gracias al entrenamiento previo.

El resultado fue que la rata se movió a través del laberinto siguiendo las indicaciones de un cerebro humano durante unos tres minutos. También se usaron seis ratas para otro laberinto más complejo y las indicaciones humanas transmitidas por este sistema resultaron exitosas en el 90 por ciento de los trayectos, durante más de 10 pruebas consecutivas.

Antecedentes

Los investigadores han trabajado en interfaces cerebro-cerebro antes con diferentes grados de éxito. En 2013, un BBI conectó un cerebro humano con una rata, lo que le permitió influir en el movimiento de la cola de la rata. En 2016, un cerebro humano se conectó a una cucaracha ciborg y permitió al humano mover la cucaracha a través de una pista en forma de S con un éxito limitado. Esta es la primera vez, sin embargo, que se utiliza una interfaz cerebro-cerebro para completar una tarea de navegación compleja.

En un artículo anterior, el equipo sugirió que  ciborgs de rata pueden tener un gran potencial en las operaciones de búsqueda y rescate. Las ratas podrían deslizarse dentro y fuera de las zonas de peligro, potencialmente controladas por un humano desde una distancia segura. Un uso muy diferente al que el flautista de Hamelin recurriría.

Referencia

Human Mind Control of Rat Cyborg’s Continuous Locomotion with Wireless Brain-to-Brain Interface. Shaomin Zhang et al. Scientific Reportsvolume 9, Article number: 1321 (2019). DOI:https://doi.org/10.1038/s41598-018-36885-0