Estimulación eléctrica cerebral para hacer mejores militares

Prueba de estimulación cerebral en la base de Wright-Petterson de la Fuerza Aérea de EE.UU.

En la Base Wright-Patterson de la Fuerza Aérea estadounidense, cerca de Dayton, Ohio, se lleva a cabo un experimento inusual.

Un piloto se sienta delante de un monitor en el laboratorio, conectado a unos electrodos en su cabeza.

En la pantalla, su espacio aéreo virtual, aparecen iconos con forma de avión.

Él tiene que decidir si los aviones son aliados o enemigos. Si es un avión hostil, debe enviar una alarma.

Si la aeronave se va, perfecto. Si no hace caso, debe derribarlo.

El silencio reina en el laboratorio, salvo por las alarmas que suenan cuando se pulsan los botones y se produce el impacto del misil digital contra el avión desobediente.

Aquí, en el Laboratorio de Investigación de la Fuerza Aérea (AFRL, por sus siglas en inglés), el objetivo del experimento de hoy es investigar si la estimulación cerebral con una descarga eléctrica suave puede mejorar el rendimiento del personal militar.

Aprender mucho más rápido

Una de las pruebas de estimulación cerebral en una base de la Fuerza Aérea de EE.UU.

Desde hace décadas, la estimulación transcraneal de corriente directa (tDCS, por sus siglas en inglés) ha sido investigada como un posible tratamiento dentro del ámbito de la salud.

En los años 80 quedó claro que aplicar corrientes eléctricas suaves en el cerebro podría ayudar a pacientes con depresión grave que no respondían a tratamientos farmacológicos.

Pero en los últimos diez años los neurocientíficos se dieron cuenta de que la tDCS también podía cambiar el funcionamiento cerebral en personas sanas: un descubrimiento que generó el interés de los militares.

Andy McKinley, investigador de ingeniería biomédica.

“Comenzamos a pensar que si podían obtenerse buenos resultados con participantes sanos, podría ser una herramienta de intervención que podríamos aplicar a nivel militar para contribuir a la potenciación de la función cognitiva.”, afirma Andy McKinley, el investigador que dirige la investigación de la tDCS dentro del ejército estadounidense, actualmente en pleno desarrollo de los experimentos.

Por eso hoy varios pilotos se someten a la prueba, buscando aviones en una pantalla.

La tarea implica tomar decisiones, pero también tiene un componente de “movimiento” físico: hay que apretar los botones siguiendo una secuencia correcta y hay que hacerlo con rapidez.

Al poco tiempo, esta clase de tareas terminan automatizándose.

“Cuando uno piensa en montar en bicicleta o en conducir un vehículo de transmisión manual, el proceso es muy consciente al principio porque hay que pensar en todos los pasos”.

“Pero a medida que se repite la secuencia, termina siendo cada vez más inconsciente”, afirma McKinley.

“Queríamos ver si podíamos acelerar esa transición sirviéndonos de la tDCS”.

Las imágenes cerebrales obtenidas con un escáner sugirieron que la mejor manera de conseguirlo era estimular la corteza motora al mismo tiempo que el voluntario realizaba la tarea.

Pero McKinley y su equipo dieron le dieron al experimento una vuelta de tuerca: después de la simulación, aplicaron tDCS a la inversa para inhibir la actividad de la corteza prefrontal, implicada en el pensamiento consciente.

Los científicos prueban si la técnica tDCS es útil también en personas sanas.

Un día después de la estimulación, los voluntarios realizaron la misma prueba. “Los resultados que estamos obteniendo son fantásticos”, comenta McKinley.

Las personas que recibieron una descarga de estimulación a mitad de la prueba y otra de inhibición después, obtuvieron unos resultados 250% mejores en sus intentos sucesivos, superando con creces a los participantes que no habían recibido ninguna.

Empleada de esta manera, parece que la tDCS puede mejorar mucho el tiempo necesario para pasar de ser novatos a expertos en una determinada tarea.

En teoría, este proceso de dos pasos podría aplicarse para acelerar todo tipo de entrenamientos, desde el pilotaje de un avión a la precisión a la hora de disparar.

Mantener la atención

En otros estudios, el equipo de McKinley ha recurrido también a la tDCS para potenciar la atención al máximo.

Se les pidió a los voluntarios que participasen en una simulación rudimentaria de control de tráfico aéreo.

El rendimiento en esta clase de tareas suele decaer a medida que transcurre el tiempo. “Es una disminución bastante lineal”, afirma McKinley.

Pero al estimular la corteza dorsolateral prefrontal de los cerebros de los participantes, un área identificada como clave para la atención, descubrieron que no había disminución alguna en el rendimiento durante los 40 minutos de la prueba.

“Algo nunca visto antes”, comenta McKinley con entusiasmo. “Nunca habíamos sido capaces de hallar algo capaz de mantener así el rendimiento”.

¿Podría la estimulación cerebral mejorar el desempeño de los pilotos?

La tDCS no es la única herramienta de estimulación cerebral que le interesa a McKinley.

A la vez que se trabaja con la estimulación magnética, otros equipos investigan la estimulación con ultrasonidos e incluso con luz láser.

McKinley también planea investigar la estimulación con ultrasonidos y quiere comprobar cómo puede la corriente alterna influir en las ondas cerebrales.

Pero aunque no tiene claro qué tipo de estimulación podría resultar mejor para potenciar la función cognitiva, la tDCS presenta ciertas ventajas frente a las demás.

A diferencia de la estimulación magnética o por ultrasonidos, la electricidad es un componente natural de la comunicación celular en el cerebro, y además es barata.

Según el investigador, la tDCS es la mejor apuesta para un dispositivo de estimulación portátil que pueda, por ejemplo, mejorar la atención cuando detecta que empieza a decaer.

Los científicos estudian varias herramientas de estimulación cerebral, como ultrasonidos o incluso láser.

Los riesgos

Sin embargo, aún quedan dudas por aclarar sobre la seguridad de esta técnica a largo plazo.

Lo cierto es que los hallazgos positivos en esta materia, junto con el relativo bajo costo de los componentes, han hecho de la proliferación de kits caseros de tDCS uno de los temas populares en los debates de internet.

Pueden comprarse todo lo necesario por menos de U$200 y por lo que puede leerse en los foros online, no son pocos los que ya tienen su equipo.

Sin embargo, Michael Weisend, del Wright State Research Institute (y compañero de investigación de McKinley), tiene varios reparos importantes.

El primero, los propios electrodos.

“¿Ves esto?”. Me muestra una pequeña cicatriz en la cara interna del antebrazo derecho.

“Pruebo todos los diseños de electrodos en mí mismo antes de colocárselos a sujetos regulares”, comenta.

Tras probar un nuevo electrodo en concreto, el científico vió cómo se le caía un trozo de piel del tamaño de una moneda.

La electricidad es un componente natural de la comunicación neuronal.

El problema resultó ser la forma: el electrodo era cuadrado y la corriente se había concentrado en las esquinas.

Actualmente, ya se encuentran a la venta kits de tDCS cuidadosamente presentados y orientados a un público más general que científico.

Pero Weisend y McKinley (así como el resto de los investigadores de la tDCS) consideran que es demasiado pronto para los dispositivos comerciales.

Otras dudas

Hasta la fecha, no parece haber efectos perjudiciales derivados de la tDCS, al menos no a los niveles ni duraciones de estimulación que se usan normalmente.

“La tecnología de tDCS solo potencia lo que nuestro sistema ya está haciendo. Considero que es una técnica bastante segura, basándome en sus mecanismos de funcionamiento.

Felipe Fregni, investigador del Hospital de Boston

Weisend cree que al final habrá que pagar un costo y admite que podrían aparecer efectos secundarios desconocidos hasta ahora. Otros, en cambio, se muestran más optimistas.

Felipe Fregni, Director del Laboratorio de Neuromodulación del Hospital de Rehabilitación Spaulding de Boston, Massachusetts, afirma que no hay motivos para pensar que el uso a largo plazo vaya a causar problemas, siempre y cuando este sea de baja intensidad y duración, como el que se realiza en los estudios de laboratorio.

“Como médico, una de las cosas que nos enseñan en la facultad es que los tratamientos que funcionan bien tienen grandes efectos secundarios. Nos encontramos ahora ante algo que literalmente no presenta ninguno y claro, uno se pregunta lo siguiente: ¿se nos está escapando algo o no?”.

“La tecnología de tDCS solo potencia lo que nuestro sistema ya está haciendo. Considero que es una técnica bastante segura, basándome en sus mecanismos de funcionamiento”.

Otros investigadores han mostrado su preocupación por el interés del sector militar en tecnología.

Bernhard Sehm, neurólogo cognitivo del Instituto Max Planck de Ciencias Cognitivas y del Cerebro Humano de Leipzig, Alemania, no está convencido de que los resultados obtenidos en el laboratorio vayan a extrapolarse a escenarios reales con exigencias complejas, como las situaciones de combate.

Hay científicos que rechazan las pruebas militares de estimulación cerebral.

También dice que algunos investigadores sugieren que potenciar una capacidad específica podría empeorar otra diferente.

Otros científicos han preferido adoptar una postura de rechazo absoluto de cualquier financiación militar para la investigación de la estimulación cerebral.

Y no siempre es una decisión fácil de tomar.

Las compañías farmacéuticas no están interesadas, no solo porque la tDCS no es un fármaco sino que también porque en algunos casos podría suponer competencia directa contra un medicamento, con incluso mayores beneficios.

Esto limita las opciones de financiación de los investigadores: o bien tratan de conseguir fondos públicos (que hasta ahora no ha sido precisamente cuantiosos), o bien recurren a empresas privadas del sector militar o al propio ejército.

McKinley, por su parte, espera que una forma segura y eficaz de tDCS se una a la lista de innovaciones militares que han tenido impacto en la vida civil, como el Sistema de Posicionamiento Global (GPS) vía satélite.

Entre tanto, y a medida que la tecnología avance, el debate seguirá vivo.  Fuente

 

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