SANTIAGO.- Científicos del Instituto de Neurociencias Biomédicas (BNI) de la Universidad de Chile están trabajando en un proyecto con cultivos neuronales in vitro, con la idea de llegar a construir un cyborg para combatir enfermedades neurodegenerativas como el Parkinson.
La investigación, en la que trabajan tres laboratorios del BNI, ha logrado desarrollar cultivos neuronales que, a través de electrodos, pueden dirigir los movimientos de un vehículo en un ambiente virtual, explicó Rodrigo Vergara, quien lidera la investigación.
Sobre esto, explicó que los cultivos neuronales son un circuito en el que las neuronas están sumergidas en un líquido ubicado sobre una parrilla de electrodos, que a su vez está conectado a un ambiente virtual alojado en un computador.
En este campo, las células son capaces de controlar un carrito gracias a la estimulación de los electrodos, aprendiendo a evitar los golpes contra obstáculos, añadió.
Se define como cyborg la mezcla de elementos cibernéticos con redes neuronales como único organismo vivo.
"El principal desafío del proyecto es desarrollar lo que llamamos un protocolo de conducta in vitro. Esto significa que estas conductas no son contenidas por un ser vivo, sino que están sembradas en cultivos neuronales conectados a un aparato mecánico", precisó Vergara.
Lo anterior supone, "literalmente, construir un cyborg para generar conductas, prestándole a las neuronas un cuerpo para que exista un desplazamiento", indicó.
Además, el científico agregó que a diferencia de la inteligencia artificial, donde no hay tejido vivo involucrado y es un computador el que aprende un protocolo, el cyborg representa la interacción entre un tejido vivo y la tecnología.
Así, las implicaciones particulares de esta investigación están relacionadas "con el uso aplicado de la interfaz cerebro-máquina y su transferencia a estudios que buscan terapias para enfermedades neurodegenerativas", explicó.
Afirmó que las neuronas de los mamíferos son capaces de tener actividad espontánea y gracias a ello, al ser puestas en un cultivo fuera de un organismo vivo, y conectadas a través de electrodos con un vehículo en un ambiente virtual, pueden generar desplazamiento.
El carro dispone de un sensor de movimiento que entrega información a las neuronas, lo que permite que, al ser estimulado por los electrodos, el cultivo moldee la conducta del móvil, evitando que choque con obstáculos.
"Las ruedas se mueven de acuerdo a la actividad del electrodo, pero si introducimos información del sensor, en la medida que se acerca a un objeto, podemos codificar un mensaje de regreso y estimular los electrodos para moverlo en otra dirección", señaló Vergara.
"De esta forma, en algún momento de este proceso, el cultivo aprende a no chocar: detecta el obstáculo, se detiene y sigue", agregó.
El ambiente virtual es construido por un software desarrollado por el doctor Cristóbal Moene, con el que incluso es posible cambiar la superficie sobre la que el vehículo se desplaza, registrando todos sus movimientos. Esta capacidad es la que podría ser transferida para la estimulación periférica o intracraneana del cerebro en el tratamiento de enfermedades como el Parkinson.
En el caso de esta enfermedad, señaló Vergara, se puede "registrar la actividad de las neuronas y, de acuerdo a eso, estimular mejores resultados respecto a su sintomatología, induciendo o eliminando actividades".
"El principal desafío del proyecto es desarrollar lo que llamamos un protocolo de conducta in vitro. Esto significa que estas conductas no son contenidas por un ser vivo, sino que están sembradas en cultivos neuronales conectados a un aparato mecánico".
Rodrigo Vergara, investigador del BNI
Advirtió que obtener respuestas de este tipo "sería mucho más difícil en un cerebro completo", pero que tienen confianza "en que, al término de la investigación, se obtenga información para apoyar los estudios en enfermedades neurodegenerativas".
El científico matizó que lo que hoy no se maneja son los mecanismos involucrados en cómo el cerebro aprende una conducta, por lo cual, "desde la ciencia básica queremos resolver cómo le podemos enseñar al carrito a no chocar, porque esa información es rápidamente transferible a cómo podemos estimular la sintomatología del Parkinson o de otras enfermedades que requieren de estimulación periférica del cerebro".
Hasta el momento, "se han probado un montón de estimulaciones que funcionan, pero la pregunta es cómo se logra en el largo plazo", indicó.
"Hasta ahora observamos que se genera un circuito cerrado de estimulación y con el protocolo hemos logrado entender qué cambio ocurre en la red neuronal durante esa estimulación", afirmó Vergara.
Los estudios del BNI son apoyados por investigadores de las universidades de Columbia, Edimburgo y el Imperial College de Londres, quienes colaboran en ámbitos como estimulación, comportamiento de neuronas y matemática de alta complejidad.
