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El cerebro genera ritmos sin parar. Los ritmos cerebrales constituyen un lenguaje de comunicaci\u00f3n entre neuronas mientras procesan informaci\u00f3n. La investigaci\u00f3n dedicada a descifrar este lenguaje est\u00e1 revolucionando tanto teor\u00edas neurocient\u00edficas como aplicaciones cl\u00ednicas y tecnol\u00f3gicas. Hoy se piensa que los ritmos cerebrales cumplen un papel crucial en funciones cognitivas como percibir, recordar o moverse. El control a trav\u00e9s del pensamiento de objetos electr\u00f3nicos reales o virtuales ha dejado de ser una ficci\u00f3n gracias al desarrollo de la interfaz cerebro-computadora.<\/em><\/p>\n<\/p>\n
[versi\u00f3n en pdf]<\/a><\/p>\n Los mam\u00edferos hemos evolucionado con un cerebro dise\u00f1ado para generar una compleja gama de ritmos. Lejos de ser ruido sin sentido, los ritmos del cerebro est\u00e1n cargados de significado y dan lugar a las funciones cognitivas. \u00c9ste es el mensaje innovador que el h\u00fangaro Gy\u00f6rgy Buzs\u00e1ki argumenta en su libro de una forma brillante (Buzs\u00e1ki, 2006). Remont\u00e9monos al origen de esta historia.<\/p>\n All\u00e1 por el 1919, Hans Berger comenzaba el estudio de la actividad el\u00e9ctrica del cerebro con la idea de encontrar apoyo cient\u00edfico a la telepat\u00eda. As\u00ed fue como Berger descubri\u00f3 el electroencefalograma (EEG). El EEG representa actividad el\u00e9ctrica que se registra mediante unos electrodos colocados en la superficie del cuero cabelludo y que procede de la comunicaci\u00f3n entre conjuntos de neuronas de la corteza cerebral. Berger observ\u00f3 que cuando el sujeto experimental cerraba los ojos y se relajaba, el EEG oscilaba con gran amplitud a un ritmo de unos 10 ciclos por segundo o Hercios (Hz), y lo llam\u00f3 ritmo alfa. Cuando el sujeto abr\u00eda los ojos, el ritmo se volv\u00eda m\u00e1s r\u00e1pido y de menor amplitud (ritmo beta, 13-30 Hz).<\/p>\n El descubrimiento del EEG aport\u00f3 importantes aplicaciones cl\u00ednicas en campos como el diagn\u00f3stico, ya que permit\u00eda conocer el estado mental general de una persona: ataques epil\u00e9pticos, estados de relajaci\u00f3n, sue\u00f1o, coma, muerte, etc. Tradicionalmente se ha investigado el papel de los ritmos en el sue\u00f1o. Durante el sue\u00f1o, el cerebro genera patrones r\u00edtmicos complejos que est\u00e1n asociados con procesos fisiol\u00f3gicos espec\u00edficos y que se organizan en fases de unos 90 minutos. Esta actividad r\u00edtmica no parece ser un epifen\u00f3meno: actualmente se cree que cada fase cumple funciones concretas, por ejemplo, la consolidaci\u00f3n de aprendizajes que tuvieron lugar durante el estado de vigilia.<\/p>\n Recientemente se ha popularizado el uso de procedimientos matem\u00e1ticos que descomponen la se\u00f1al compleja del EEG en un conjunto de ritmos b\u00e1sicos de frecuencia conocida (e.g., an\u00e1lisis de Fourier). Esto ha impulsado la investigaci\u00f3n de los ritmos cerebrales en relaci\u00f3n con procesos cognitivos durante la vigilia, por ejemplo, la percepci\u00f3n. Se sabe que antes de percibir conscientemente un objeto, nuestro sistema visual analiza los rasgos elementales de ese objeto mediante \u00e1reas cerebrales especializadas en procesar la forma, el color, el movimiento, etc. Pero, \u00bfc\u00f3mo se las arregla el cerebro para unir todos esos rasgos en una percepci\u00f3n coherente de dicho objeto y no mezclarlos con los rasgos de otros objetos que tambi\u00e9n aparecen en el campo visual? Los ritmos gamma (30-100 Hz) podr\u00edan ofrecer una respuesta a esta intrigante cuesti\u00f3n. El pegado coherente de los rasgos de un mismo objeto podr\u00eda emerger de la sincronizaci\u00f3n entre las \u00e1reas que procesan sus rasgos, todas oscilando al un\u00edsono, digamos a 40 Hz (Engel, Debener, & Kranczioch, 2006).<\/p>\n Otra familia de ritmos, los theta (4-8 Hz), se ha relacionado con procesos de aprendizaje y memoria. Registros celulares de electrodos implantados en el hipocampo de roedores muestran incrementos de ritmos theta en tareas de navegaci\u00f3n espacial, como recordar d\u00f3nde hay comida dentro de un laberinto. Este resultado tambi\u00e9n se ha observado con humanos navegando en entornos virtuales, por ejemplo, jugando el papel de taxista. Theta adem\u00e1s se incrementa mientras estudiamos est\u00edmulos verbales, y la magnitud de tal incremento predice el grado de \u00e9xito del recuerdo posterior (v\u00e9ase Kahana, 2006, para una revisi\u00f3n).<\/p>\n Seg\u00fan estas investigaciones, resulta f\u00e1cil caer en la tentaci\u00f3n de concluir que cada ritmo cerebral se asocia inequ\u00edvocamente con un proceso cognitivo determinado: alfa y atenci\u00f3n, beta y procesos motores, gamma y consciencia, theta y memoria. De hecho, \u00e9sta ha sido la tesis dominante, aunque la investigaci\u00f3n m\u00e1s actual muestra un panorama mucho m\u00e1s complejo. Hoy se sabe que en pr\u00e1cticamente todo el cerebro se generan ritmos de alta frecuencia (beta y gamma) que est\u00e1n implicados en una rica variedad de funciones cognitivas, tales como la percepci\u00f3n de objetos, la integraci\u00f3n de informaci\u00f3n procedente de diferentes sentidos, coordinaci\u00f3n sensorio-motriz, selecci\u00f3n de informaci\u00f3n atendida, memoria de trabajo, o la consolidaci\u00f3n de informaci\u00f3n en la memoria a largo plazo. Para a\u00f1adir m\u00e1s complejidad al asunto, tambi\u00e9n se sabe que los ritmos cerebrales no act\u00faan cada uno \u00aba su aire\u00bb, sino que se modulan entre s\u00ed. Los ritmos de baja frecuencia que se generan en un \u00e1rea del cerebro son capaces de alterar ritmos de alta frecuencia en otra \u00e1rea del cerebro, aunque est\u00e9 situada a gran distancia. As\u00ed surgen numerosas posibilidades de comunicaci\u00f3n entre diferentes \u00e1reas, lo cual dota al cerebro de una potencia de computaci\u00f3n exquisita.<\/p>\n El esfuerzo por entender el lenguaje de los ritmos del cerebro est\u00e1 siendo premiado con excitantes aplicaciones pr\u00e1cticas. \u00c9stas se basan en establecer una comunicaci\u00f3n entre cerebro y m\u00e1quina que sea directa, sin mediaci\u00f3n de nervios perif\u00e9ricos o m\u00fasculos. \u00bfPodr\u00edamos controlar un dispositivo electr\u00f3nico s\u00f3lo a trav\u00e9s del pensamiento? Imaginad lo que esto supondr\u00eda para las personas afectadas de trastornos neuromusculares y cognitivos como la par\u00e1lisis, distrofia muscular, esclerosis, autismo, afasia o apraxia. Aunque parezca ciencia ficci\u00f3n, el gran paso ya se ha dado. La \u00abinterfaz cerebro-computadora\u00bb (BCI en ingl\u00e9s) es un dispositivo de comunicaci\u00f3n entre un cerebro y un ordenador. La interfaz cerebro-computadora \u00ablee\u00bb la actividad el\u00e9ctrica cerebral y la traduce en informaci\u00f3n \u00fatil para controlar un dispositivo electr\u00f3nico, tal como una pr\u00f3tesis, un sintetizador de voz o una silla de ruedas. Por ejemplo, la actividad r\u00edtmica de la corteza cerebral asociada al movimiento voluntario de un brazo (e.g., ritmos mu) puede ser registrada de forma no invasiva mediante electrodos. Una vez el patr\u00f3n r\u00edtmico registrado es correctamente clasificado en la categor\u00eda \u00ablevantar brazo\u00bb, la interfaz manda la orden de mover la pr\u00f3tesis. Hay razones para ser optimistas, pero tendremos que esperar todav\u00eda unos a\u00f1os hasta que el dise\u00f1o de la interfaz cerebro-computadora permita clasificaciones cada vez m\u00e1s precisas de la riqueza de los patrones r\u00edtmicos cerebrales con poco entrenamiento por parte del usuario (para una excelente revisi\u00f3n, v\u00e9ase Santana-Vargas, Ram\u00edrez, & Ostrosky-Sol\u00eds, 2004). Otra aplicaci\u00f3n que permite esta interfaz es la inmersi\u00f3n en mundos virtuales creados en Internet como Second Life (Castro-Perea, 2007), tal y como se auguraba en la pel\u00edcula The Matrix (como ejemplo se puede ver un v\u00eddeo en https:\/\/es.youtube.com\/watch?v=QnztNhCGch4<\/a>).<\/p>\n