Investigadores Hacen Vibrar Lombrices de Tierra para Aprender a Conectar de Forma Segura los Cerebros Humanos a las Computadoras

El año pasado, Ivan Maksymov y su colega Andrey Pototsky fueron galardonados con el Premio Ig Nobel de Física por su trabajo experimental de vibraciones con lombrices de tierra vivas.

Los premios Ig Nobel se otorgan cada año para reconocer la investigación científica. Son una parodia de los premios Nobel, de naturaleza cómica e inusual pero con un gran espacio para la reflexión en la ciencia. 

Su trabajo hizo reír a la gente y luego pensar. A simple vista, eran simplemente dos investigadores que observaban un montón de gusanos moviéndose en un altavoz. Sin embargo, a partir de estas observaciones han descubierto el potencial de un enfoque nuevo y más seguro para vincular el cerebro humano con las computadoras.

¿Qué hicieron?

Primero sedaron a las lombrices de tierra en alcohol para relajar sus músculos,  luego los hicieron vibrar en un altavoz y usaron luz láser para observar ondas en la superficie de cada gusano. 

Estas ondas se conocen como ondas de Faraday. En la naturaleza, las ranas crean estas ondas en la superficie del agua para atraer pareja. Las ondas de Faraday también se pueden ver en una gota de líquido vibrante, cuando las vibraciones se vuelven lo suficientemente intensas como para hacer que la superficie del líquido sea inestable. Las lombrices de tierra consisten principalmente en agua. Así que pensaron que un gusano sedado vibraría de manera similar a una gota de agua.

Cuando encendieron el altavoz, todo el gusano se movía hacia arriba y hacia abajo. Pero cuando aumentaron el volumen por encima del nivel de “inestabilidad de Faraday”, aparecieron ondas de Faraday en la superficie de los gusanos, tal como esperaban.

Es importante tener en cuenta que, aunque estas ondas no lineales son “inestables”, esto no significa que se comporten de una manera completamente caótica. De hecho, las ondas de Faraday pueden (después de mucho ensayo y error) ser “programadas” para comportarse de cierta manera.

¿Pero por qué hicieron esto?

Los impulsos nerviosos permiten que las células nerviosas se comuniquen entre sí, moviéndose a través de la fibra nerviosa (o “axón”). Investigaciones pasadas han presentado hipótesis de que impulsos nerviosos se mueven no sólo como señales eléctricas, sino también como ondas sonoras que los seres humanos no pueden oír. Los científicos de este experimento también creen que este es el caso.

El sonido y las vibraciones pueden moverse a través de la piel, los huesos y los tejidos humanos sin causar daños. Así es como se realizan las imágenes médicas por ultrasonido. El “ultrasonido” simplemente se refiere a ondas sonoras con frecuencias superiores al límite audible superior de los humanos.

Las ondas sonoras también pueden formar “solitones”, que son ondas que se mueven a grandes distancias y pasan unas junto a otras sin que se produzcan deformaciones. Las ondas de agua en los canales pueden moverse como solitones, como muestra este video.

Sin embargo, es difícil detectar solitones en los nervios humanos. Es por eso que los investigadores las estudiaron en los nervios de las lombrices de tierra, que son un modelo eficaz.

¿Podrían las vibraciones del ultrasonido transmitir pensamientos?

Si una investigación futura es capaz de confirmar que los impulsos nerviosos, de hecho, se mueven a través de las fibras nerviosas como solitones, su hallazgo de ondas de Faraday en gusanos vibrantes se vuelve significativamente más importante.

Esto puede indicar la posibilidad de producir y modificar impulsos nerviosos en el cerebro. Al generar externamente ondas de ultrasonido a diferentes frecuencias, como en un dispositivo móvil, por ejemplo, podrían activar ondas de Faraday en los tejidos del cerebro.

Creen que estos deberían interactuar con los impulsos nerviosos del cerebro y activar ciertas señales correspondientes a “pensamientos”.

Si los impulsos nerviosos viajan a través del cerebro como solitones, mantendrían su forma durante todo el proceso. Y esto aseguraría que el “pensamiento” transmitido permanezca constante hasta que sea procesado por el cerebro.

El proceso anterior equivaldría a “programar” los pensamientos humanos.

Las vibraciones se pueden crear con un teléfono inteligente. Creemos que las ondas Faraday causadas por estas vibraciones podrían entonces interactuar con los impulsos nerviosos de solitón y así ser utilizados para controlar los pensamientos. Ivan Maksymov

El potencial de las interfaces cerebro-computadora

Ha habido numerosos intentos de vincular el cerebro humano con las computadoras. Un número creciente de empresas de alta tecnología, incluida Neuralink de Elon Musk, planean implantar electrodos de aguja en el cerebro humano para lograrlo.

Esto permitiría la transmisión de conocimientos, por ejemplo, cómo volar un helicóptero o hablar un idioma extranjero, desde una computadora directamente al cerebro de una persona en cuestión de minutos. Por supuesto, todavía estamos muy lejos de saber cómo hacer realmente algo tan complejo. Sin embargo, este enfoque es muy invasivo y presenta importantes riesgos para la salud, como inflamación del tejido cerebral o daño cerebral. 

Los investigadores creen que sus resultados, en espera de una investigación más detallada, pueden ayudar a crear un vínculo más seguro basado en el sonido entre el cerebro humano y las computadoras, uno que funcione sin electrodos de aguja inseguros. 

Recientemente, se utilizaron solitones en fibras ópticas para lograr una transmisión de datos récord mundial. Por lo tanto, las señales nerviosas que se mueven como solitones deberían poder ayudar a transmitir altas velocidades de datos al cerebro humano.

¿Qué pasará ahora?

En la actualidad no se podría afirmar que se tengan pruebas científicas sólidas de que las ondas de Faraday puedan interactuar con los impulsos nerviosos naturales en las lombrices de tierra.

Dicho esto, los modelos de Ivan Maksymov y Andrey Pototsky, sugieren que debería haber una fuerte interacción entre las dos ondas cuando la frecuencia de las oscilaciones de la onda de Faraday coincide con la frecuencia de los impulsos nerviosos.

Ningún modelo actual puede predecir exactamente qué frecuencias se necesitan para permitir esta interacción. Tendrían que realizar, muchas pruebas de ensayo y error para descubrir esto.

Hasta ahora, han presentado sus ideas a varias comunidades de investigación en neurobiología y han recibido comentarios positivos en general. Con el tiempo, esperan que su trabajo pueda ser útil para las empresas de alta tecnología, así como para sus colegas que investigan cuestiones similares.

Pero por ahora la investigación continuará. 

Original en inglés: https://theconversation.com/we-vibrated-earthworms-to-learn-about-safely-connecting-human-brains-to-computers-148313

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