Los procesos cerebrales normales se activan por una estimulación eléctrica. Se necesitan años para aprender algunas de las habilidades sobre la seguridad nacional más importantes en los Estados Unidos, como hablar lenguas extranjeras, analizar imágenes de vigilancia y puntería. El Departamento de Defensa de los Estados Unidos (DoD) quiere acelerar el proceso de entrenamiento usando estimulación eléctrica para mejorar la capacidad del cerebro para aprender. El departamento de investigación del Departamento de Defensa, la Agencia de Proyectos de Investigación Avanzada de Defensa (DARPA), ha anunciado estos días que había otorgado contratos multimillonarios a ocho grupos universitarios que estudiarán y desarrollarán dichas tecnologías.
DARPA quiere ver una mejora del 30 por ciento en las tasas de aprendizaje al final del programa de cuatro años. Se realizarán estudios en voluntarios humanos y animales. DARPA no reveló el valor total de los contratos de la investigación.
Esta no es la primera incursión de DARPA en estimulación eléctrica y otras clases de estimulación nerviosa. En 2014, patrocinó la investigación directa de estimulación cerebral en un proyecto llamado RAM que tiene como objetivo restaurar la memoria en personas con lesiones cerebrales traumáticas. Los científicos publicaron hace quince días los primeros resultados importantes de ese programa. Y en 2015, la agencia apuesta por la estimulación eléctrica como una técnica terapéutica para el tratamiento de enfermedades, adjudicando contratos a través de su proyecto ElectRx.
Para el nuevo proyecto de estimulación eléctrica, denominado Entrenamiento de Neuroplasticidad Dirigido, o TNT (en inglés Targeted Neuroplasticity Training), los equipos de investigación se concentrarán en los nervios periféricos que se proyectan hacia el cerebro y activan los recuerdos. Mediante la descarga de impulsos eléctricos en el sistema nervioso, los científicos tratan de modular la conectividad neural del cerebro y la producción de productos químicos clave. Ese tipo de ajuste neuronal puede «influir en el estado cognitivo cuando estás despierto, o según la atención que estás prestando a algo que estás viendo o realizando», dice Doug Weber, un bioingeniero de DARPA que dirige el proyecto TNT.
Si esto funciona, si los investigadores pueden mejorar la capacidad de una persona para aprender, el Departamento de Defensa podría reducir la cantidad de tiempo que pasa entrenando soldados y agentes de inteligencia. «El aprendizaje de idiomas extranjeros es una de nuestras principales áreas de aplicación ya que es muy intensivo», dice Weber. Los cursos de idiomas duran más de un año, y solo alrededor del 10 por ciento de los alumnos alcanzan el nivel de competencia necesario para su trabajo, dice.
Weber dice que prevé que los agentes de inteligencia o los soldados usen algún tipo de dispositivo de estimulación eléctrica no invasiva que suministre pulsiones eléctricas precisas mientras practican sus habilidades. Y a diferencia de la cafeína o las bebidas energéticas, la estimulación eléctrica se pueda apagar y, con suerte, provocar menos efectos secundarios.
Pero antes de que DARPA pueda afinar a sus francotiradores, debe averiguar exactamente dónde y cómo estimular el sistema nervioso del cuerpo. Esa es el encargo para los grupos universitarios: comprender la anatomía y la función de los circuitos neuronales asociados con el aprendizaje.
El cerebro puede parecer el lugar obvio para comenzar, pero DARPA ha pedido a los investigadores que se centren, en cambio, en el sistema nervioso periférico, los nervios fuera del cerebro y la médula espinal. Los circuitos nerviosos periféricos son más simples y más fáciles de mapear que los del cerebro. Y tienden a ser más accesibles que los del cerebro, haciendo que la implantación quirúrgica de los electrodos sea menos invasiva. «Sería imposible justificar un implante cerebral para alguien que está sano«, dice Weber.
Los equipos adjudicatarios de los contratos de investigación comenzarán con los nervios vago y trigeminal. Un equipo dirigido por Stephen Helms Tillery, un neurocientífico de la Universidad Estatal de Arizona, por ejemplo, estudiará la anatomía y el papel del nervio trigémino, un nervio craneal responsable de las sensaciones y la función motora en la cara.
La evidencia sugiere que este complejo nervioso tiene acceso a áreas del tronco encefálico que liberan norepinefrina, un químico asociado con la atención, y la dopamina, un químico ligado a la capacidad del cerebro para adaptarse. El equipo de Helms Tillery estudiará la anatomía y función del nervio trigémino en macacos rhesus.
El equipo de Tillery también estimulará el nervio trigémino en voluntarios humanos para ver cómo afecta en el comportamiento. En un experimento, con ayuda del Laboratorio de Investigación de la Fuerza Aérea de EE. UU., los voluntarios verán vídeos de vigilancia e intentarán identificar a una persona que lleve un arma. En otro experimento, en colaboración con un laboratorio de investigación militar llamado USARIEM, los voluntarios dispararán rifles a largas distancias en un campo de tiro virtual, mientras que su comportamiento y rendimiento se cuantifican.
Otros investigadores del TNT se están centrando en el nervio vago, una vía neural principal que conecta la mayoría de los órganos clave del cuerpo. Los investigadores en 2011 informaron en Nature que estimular el nervio vago permitió a las ratas reconocer mejor las señales auditivas. Ese informe, en parte, inspiró el programa TNT de DARPA, dice Weber.
Los investigadores del TNT probablemente afrontarán algunas preguntas éticas, como la ética del uso de la mejora en los combatientes de la guerra, dice Helms Tillery. Y si la estimulación eléctrica demuestra ser eficaz para mejorar el aprendizaje, no está claro cómo debería de ser de vinculante y obligatorio en el ejército.
Weber dice que considera que la estimulación eléctrica es una elección, una que los soldados alistados desearán. «Hay deportistas de élite que están ansiosos por cualquier cosa y por todo lo que les dé un impulso o beneficio adicional. Para estos individuos, creo que sería fantástico si podemos ayudar«, dice.
DARPA está financiando un taller de ética que ha sido organizado por la Universidad Estatal de Arizona dentro del primer año del programa TNT, cosa que da un poco de miedo…
