Sarah no se había reído en cinco años.
A los 36 años, la ávida cocinera casera ha luchado contra la depresión desde la más tierna infancia. Probó toda la gama de medicamentos y terapias antidepresivos durante décadas. Nada funcionó. Una noche, hace cinco años, conduciendo a casa desde el trabajo, tenía un pensamiento en la cabeza: esto es. Terminó.
Afortunadamente, llegó a casa a salvo. Y pronto se le ofreció una nueva e intrigante posibilidad de abordar sus síntomas: un pequeño chip, implantado en su cerebro, que captura las señales neuronales únicas que codifican su depresión. Una vez que el implante detecta esas señales, las elimina con una breve sacudida eléctrica, como agregar ruido a las transmisiones digitales de un enemigo para codificar su mensaje original. Cuando ese mensaje desencadena la depresión, secuestrar las comunicaciones neuronales es exactamente lo que queremos hacer.
Pasando varios años, Sarah tiene su depresión bajo control por primera vez en su vida. Sus pensamientos suicidas se evaporaron. Después de dejar su trabajo de tecnología debido a su condición, ahora está de nuevo en pie, inscrita en clases de análisis de datos y cuidando a su anciana madre. “Por primera vez”, dijo, “finalmente me estoy riendo”.
La recuperación de Sarah es solo un caso. Pero significa una nueva era para la tecnología que subyace a su sorprendente mejora. Es uno de los primeros casos en los que un “marcapasos cerebral” personalizado puede acceder, descifrar y alterar sigilosamente el estado de ánimo y la introspección de una persona mantener en sus propias firmas cerebrales eléctricas únicas. Y aunque esos implantes han logrado asombrosos milagros médicos en otras áreas, como permitir que las personas con parálisis vuelvan a caminar, la recuperación de Sarah es una de las pruebas más sólidas hasta el momento de que un chip de computadora, en un cerebro, impulsado por IA, puede alterar fundamentalmente nuestra percepción. de vida. Es lo más parecido a leer y reparar una mente atribulada que hemos tenido.
“No hemos podido hacer este tipo de terapia personalizada anteriormente en psiquiatría”, dijo la Dra. Katherine Scangos, líder del estudio, en UCSF. “Este éxito en sí mismo es un avance increíble en nuestro conocimiento de la función cerebral que subyace a las enfermedades mentales”.
Marcapasos cerebrales
La clave de la recuperación de Sarah es una interfaz cerebro-máquina .
Aproximadamente del tamaño de una caja de fósforos, el implante se coloca dentro del cerebro, escuchando y decodificando en silencio sus señales eléctricas. Usando esas señales, es posible controlar otras partes del cerebro o del cuerpo. Los implantes cerebrales les han dado a las personas con parálisis de la parte inferior del cuerpo la capacidad de volver a caminar. Permitieron a los amputados controlar manos robóticas con solo un pensamiento. Han abierto un mundo de sensaciones, integrando la retroalimentación de miembros artificiales parecidos a un cyborg que transmiten señales directamente al cerebro.
Pero el implante de Sarah es diferente.
La sensación y el movimiento generalmente están controlados por circuitos relativamente bien definidos en la capa más externa del cerebro: la corteza. La emoción y el estado de ánimo también son productos de las señales eléctricas de nuestro cerebro, pero ofrecer un provenir de redes neuronales más profundas ocultas en el centro del cerebro. Una forma de aprovechar esos circuitos se llama estimulación cerebral profunda (DBS), un método pionero en los años 80 que se ha utilizado para tratar la enfermedad de Parkinson grave y la epilepsia, especialmente en los casos que no suelen responder a la medicación.
El implante neural de Sarah toma esta ruta: escucha la charla entre las neuronas en lo profundo del cerebro para decodificar el estado de ánimo.
Pero, ¿dónde está el estado de ánimo en el cerebro? Un problema particular, explicaron los autores, es que, a diferencia del movimiento, no existe una “región cerebral de depresión”. Más bien, las emociones están reguladas por intrincadas redes entrelazadas en múltiples regiones del cerebro. A esa complejidad se suma el hecho de que todos somos copos de nieve neuronales: cada uno de nosotros tiene conexiones de red cerebrales personalizadas de manera única.
En otras palabras, hacer zapping en mi circuito para reducir la depresión podría no funcionar para usted. DBS, por ejemplo, se ha estudiado previamente para tratar la depresión. Pero a pesar de décadas de investigación, no está aprobado por el gobierno federal debido a resultados inconsistentes. ¿El culpable? Los patrones de estimulación eléctrica utilizados en esos ensayos fueron constantes y diseñados para ser de talla única. ¿Alguna vez ha intentado comprar calcetines o pijamas en una tienda departamental, ha visto la etiqueta que dice “talla única” y no le quedan? Sí. La estimulación cerebral profunda ha traído mejoras notables para algunas personas con depresión; los calcetines que no le quedan bien son mejores que ninguno en caso de apuro. Pero con métodos de neuroingeniería cada vez más sofisticados, podemos hacerlo mejor.
¿La solución? Hagamos que la alteración de su cerebro sea más personal.
Indulto inconsciente
Esa es la ruta que tomaron el psicólogo de Sarah y neurocirujano de UCSF, el Dr. Edward Chang y sus colegas en el nuevo estudio.
El primer paso para detectar la actividad relacionada con la depresión en el cerebro fue poder escuchar. El equipo implantó 10 electrodos en el cerebro de Sarah, dirigidos a múltiples regiones que codifican circuitos relacionados con las emociones. Luego registraron las señales eléctricas de estas regiones durante el transcurso de 10 días, mientras Sarah escribía en un diario sobre cómo se sentía cada día, feliz o deprimida. En el fondo, el equipo se asomó a los patrones de actividad de su cerebro, una sinfonía de señales eléctricas en múltiples frecuencias, como olas superpuestas en el océano.
Surgió una onda cerebral en particular. Provino de la amígdala, una región normalmente involucrada en el miedo, la lujuria y otras emociones poderosas. El mapeo basado en software identificó el nodo como una guía poderosa para el estado mental de Sarah.
Por el contrario, otra área escondida en lo profundo del cerebro, la cápsula ventral / estriado ventral (VC / VS), surgió como un lugar para estimular con pequeños episodios de electricidad para interrumpir los patrones que conducen a sentimientos de depresión.
A continuación, el equipo implantó un marcapasos neural aprobado por la FDA en el lóbulo derecho del cerebro, con dos cables de detección para capturar la actividad de la amígdala y dos cables estimulantes para eliminar el VC / VS. El implante se utilizó anteriormente en tratamientos de epilepsia y detecta continuamente la actividad neuronal. Es tanto estándar como programable, en el sentido de que los autores podrían indicarle que detecte “patrones de activación preespecificados” relacionados con los episodios depresivos de Sarah, y solo entonces proporcione ráfagas cortas de estimulación eléctrica. La simple estimulación aleatoria de la amígdala podría “en realidad causar más estrés y más síntomas de depresión”, dijo el Dr. Chang en una conferencia de prensa.
La cirugía cerebral no fue fácil. Pero para Sarah, perforar varios agujeros en su cerebro fue menos difícil que el dolor emocional de su depresión. Todos los días durante el juicio, agitó una varita en forma de ocho sobre su cabeza, que capturó de forma inalámbrica 90 segundos de la actividad eléctrica de su cerebro mientras informaba sobre su salud mental.
Cuando el estimulador se encendió (incluso cuando ella no se dio cuenta de que estaba encendido), “me invadió un sentimiento de alegría”, dijo .
Un nuevo futuro neurológico
Por ahora, los resultados son solo para una persona. Pero si se repiten, y Sarah podría ser un caso único, sugieren que finalmente estamos en el punto en el que podemos aprovechar la mentalidad emocional de cada persona única y alterar fundamentalmente su percepción de la vida.
Y eso conlleva una intensa responsabilidad. La “huella” neuronal de Sarah de su depresión se adapta a ella. Puede ser completamente diferente para otra persona. Es algo en lo que deben profundizar los estudios futuros. Pero lo que está claro es que es posible regular las emociones de una persona con un implante cerebral impulsado por IA. Y si otros trastornos neurológicos pueden decodificarse de manera similar, podríamos usar marcapasos cerebrales para tratar a algunos de nuestros enemigos mentales más duros.
“Dios, la diferenciación de color es magnífica”, dijo Sarah mientras su implante se encendía. “Me siento alerta. Me siento presente “.
Crédito de la imagen: Sarah en su jardín comunitario, foto de John Lok / UCSF 2021
Fuente:
Fan, S. (2021f, 12 de octubre). El implante cerebral impulsado por IA alivia la depresión severa con un golpe de electricidad. Recuperado 13 de octubre de 2021, de https://singularityhub.com/2021/10/12/ai-powered-brain-implant-eases-severe-depression-with-a-zap-of-electricity/