Un algoritmo computacional puede “leer su mente”

Neurología. Un equipo de investigadores del Colegio Universitario de Londres han conseguido diferenciar distintos patrones de actividad cerebral usando un programa para computadoras y resonancia magnética.

El cerebro animal es una combinación de patrones químicos y eléctricos que controla desde la automatización de la respiración hasta la toma de simples y complejas decisiones, conservando en todo momento la ilusión de que el animal posee el control. Hoy en día, la resonancia magnética nos permite observar la actividad de la sangre mientras baña regiones cerebrales en uso y, cada vez más, estas imágenes del órgano de los pensamientos brindan más detalles y proveen con una mejor precisión en el estudio de la neurología.

Por eso no debe sorprendernos en demasía que una computadora ya pueda leer algunos de nuestros más simples pensamientos, especialmente después que entendamos cómo es que lo hace.

Antes de meternos de lleno en el experimento actual, es preciso saber que hace un año este mismo equipo de investigadores realizó otro similar. En aquella ocasión, la profesora Eleanor Maguire dirigió un estudio similar al trabajo actual pero centrado en la memoria espacial, es decir, esos momentos cuando recordamos en qué lugar de la habitación, por ejemplo, nos encontramos.

El algoritmo desarrollado por los investigadores primero aprende los patrones de las memorias de voluntarios. Veamos cómo lo hace. En el experimento del año pasado, el equipo concentró los resultados en la ubicación geográfica y se enfocaron en grabar la actividad en el hipocampo, una región conocida por su esencial trabajo de permitirnos recordar.

“El año pasado, un voluntario se paraba en distintos lugares de una habitación en la realidad virtual y debía memorizar cada sitio por donde navegaba, después, la computadora era capaz de reconocer el patrón específico en el que estaba pensando, como leer su mente pero no necesariamente. Las memorias de posicionamiento son grabadas en el hipocampo mediante distintos patrones regulares de actividad y es posible formular un algoritmo que las reconozca y las diferencie”, expresó Maguire.

Los investigadores primero enseñan a la computadora los patrones. Es decir, la persona se detiene en el medio de la habitación y piensa que está en ese lugar preciso, luego se mueve hacia la izquierda y memoriza su posición otra vez. Después de hacer esto, los científicos insertan las cabezas de los voluntarios en máquinas de resonancia magnética y les piden que recuerden cada una de las posiciones en las que estuvieron. La computadora registra la actividad capturada por las imágenes de la resonancia y almacena cada patrón.

Más tarde, cuando el científico pide a los voluntarios que recuerden una posición en específico, el algoritmo captará el patrón del recuerdo en el hipocampo, lo comparará con los que había archivado y elegirá el más parecido. Al enviar el resultado a otro investigador, éste sabrá en cuál de las posiciones estaba pensando en ese momento el voluntario.

En el experimento actual, los científicos tomaron una dirección un poco más compleja al intentar leer patrones sobre “memorias episódicas”. El estudio ya no sólo involucraba recuerdos de posicionamientos espaciales sino conductas.

“En el experimento anterior observamos memorias básicas, la ubicación de alguien en el medio, pero es mucho más interesante y complejo observar y distinguir memorias episódicas, recuerdos liados del día a día que incluyen mucha más información sobre dónde estamos, qué estamos haciendo y cómo nos sentimos”, expresó Maguire, cuyo estudio fue conducido en el Centro de Neuroimagen de la Wellcome Trust en el Colegio Universitario de Londres (UCL) y publicado hoy en el diario científico Current Biology.

Tres pequeños filmes

Para el segundo experimento, tres pequeños filmes fueron enseñados a los participantes. Bajo la mirada profunda de la resonancia magnética, los voluntarios observaron los tres videos, cada uno con la misma duración de siete segundos y todos incluían a una mujer haciendo cosas ordinarias del diario vivir. Por ejemplo, uno de los filmes mostraba a una mujer tomando café en un vaso de papel que al terminar echaba en un zafacón, en otro de los videos, una mujer diferente colocaba una carta en un buzón.

Una vez los voluntarios terminaban de ver y memorizar los tres filmes, los investigadores les pedían que recordaran cada uno de ellos mientras sus cabezas estaban dentro de la máquina de resonancia magnética. Igual que en el anterior, el algoritmo graba patrones de actividad neuronal para el recuerdo de cada filme, los almacena para más tarde, cuando le pidan reconocer en cuál de los videos está pensando el individuo, poder comparar el nuevo patrón con los anteriores y dar la respuesta correcta.

Una red enorme y complicada

“A pesar de que toda una red de regiones cerebrales apoya la formación de memorias, el equipo enfocó su atención en el lóbulo temporal medial, un lugar en el cerebro profundo que se cree está intrínsecamente relacionado con memorias episódicas. Esta región incluye el hipocampo”, dijo Maguire.

Los investigadores confirman una vez más que las áreas involucradas en grabar memorias son el hipocampo y sus vecinos inmediatos. Sin embargo, escriben los científicos, el algoritmo computacional se desempeñó mejor cuando sólo analizaba la actividad del hipocampo, específicamente las áreas derecha trasera y la izquierda y derecha frontal, las que están directamente relacionadas con estas funciones en todos los cerebros participantes.

“Ahora que estamos desarrollando una imagen más clara de cómo nuestras memorias son almacenadas, esperamos examinar cómo son afectadas por el tiempo, por el proceso de envejecimiento y por daños cerebrales”, dijo la profesora Maguire.


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