Rodrigo Quian Quiroga, neurocientífico: “Vivimos en Matrix, todo es una construcción de nuestros cerebros”
En su último libro, ‘Cosas que nunca creeríais’, el investigador argentino revisa algunos éxitos de la ciencia ficción cinematográfica para reflexionar sobre los grandes desafíos de la neurociencia
Remitirse a los ejemplos de la ciencia ficción para explicar los avances más recientes en neurociencia se ha convertido en un recurso frecuente. Semana tras semana conocemos el caso de personas que recuperan la movilidad o la capacidad de comunicarse mediante tecnologías que hasta hace muy poco tiempo solo podíamos ver en las películas y que nos recuerdan escenarios que ya vivimos en algunos de los grandes clásicos del género.
Uno de los neurocientíficos que ha participado en algunos de estos avances es Rodrigo Quian Quiroga, instalado recientemente en el Instituto de Investigación del Hospital del Mar en Barcelona tras su paso por la centros como la Universidad de Leicester, el Caltech de California o el instituto RIKEN de Japón. El investigador argentino descubrió en 2005 un tipo de neuronas asociadas a conceptos concretos que cobraron fama mundial bajo la etiqueta de “neuronas de Jennifer Aniston”, un descubrimiento que ayuda a comprender mucho mejor cómo funciona la memoria humana y la manera de procesar la información en general.
Quian Quiroga arranca 2024 con el lanzamiento de un nuevo libro de divulgación, Cosas que nunca creeríais (Debate, 2024) en el que utiliza diez títulos del cine de ciencia ficción, desde Blade Runner a Matrix, Origen o Minority Report, para explicar algunos de los principales logros de la neurociencia actual y los retos que quedan en el horizonte. Un ensayo por el que desfilan las cuestiones sobre la naturaleza del yo, el problema de la conciencia o la existencia del libre albedrío, desde un punto de vista que nos resulta muy familiar porque ya lo hemos vivido en la gran pantalla.
Retomando la frase que da título al libro (“He visto cosas que no creeríais”), ¿qué avances concretos en la neurociencia le parecen de película?
Son muchos. El que está más de actualidad es el avance de la inteligencia artificial, que aún no es comparable a la humana, pero los límites se van acercando cada vez más. También estamos asistiendo a la posibilidad de implantar recuerdos, como en la película Total Recall (Desafío Total), porque la optogenética permite activar y desactivar neuronas individuales mediante luz. Así que implantar memorias ya no es una quimera. Creo que la ciencia ficción ha tocado temas que son apasionantes y se han vuelto más el día a día de los neurocientificos, hasta el punto de que estamos trabajando en cosas parecidas a las que se escribieron hace años.
¿Le ha inspirado alguna vez la ciencia ficción en un trabajo científico concreto?
Sí. La película Hasta el fin del mundo, de Wim Wenders. La vi en Argentina cuando era estudiante, y me alucinaba la idea de que un científico leía los pensamientos y los proyectaba. Hace un tiempo, cuando descubrí las “neuronas de Jennifer Aniston”, el primer experimento que hice fue precisamente el de la película de Wenders. Es decir, si veo la señal cerebral, ¿puedo proyectar lo que está pensando el paciente?
Pero el experimento se realizaba con la imagen de dos actrices que los sujetos previamente reconocían y cuya señal neuronal habían identificado… ¿Aún es un poco limitado?
Claro. Porque yo solo puedo proyectar la imagen de algo para lo cual tengo identificada una señal neuronal. ¿Podría proyectar la imagen de Messi? Si encuentro una neurona que me responda a Messi, sí lo puedo hacer, porque proyecto la imagen conforme a la activación de esa neurona, que será una de tantas que me respondan a Messi. Y lo mismo con Maradona o cualquier otro personaje. Y me puedes decir: sí, pero no puedes hacerlo con todas las cosas. Bueno, es una cuestión tecnológica. Si yo pudiera registrar más neuronas que responden a más cosas te podría escalar el número de cosas que puedo proyectar.
Pero no tenemos neuronas que registren todo lo que pasa por nuestras vidas, ¿no?
La pregunta es fabulosa. Claro que llegaría un punto en que te quedas sin neuronas, pero lo que tienes que pensar es que estas neuronas representan solo lo que es importante para el paciente. Si al paciente le muestro una foto de Einstein y no le importa la física, no va a tener neuronas que respondan a Einstein.
Está todo ligado siempre a los intereses de las persona, las cosas que no les interesan no las recuerdan
Te pongo un ejemplo concreto: un chico que vino, llegó con los DVDs de la saga de las películas de Rocky y las veía una y otra vez. En ese paciente encontramos la neurona de Mr. T, la neurona de Rocky, la de Iván Drago… ¡Estaban todos! Y, por otro lado, vino un maestro de matemáticas en el que encontramos la neurona del teorema de Pitágoras. Esa no la habría encontrado nunca en el chico que veía las películas de Rocky. Está todo ligado siempre a los intereses de las persona, porque son esas cosas con las cuales forman memorias, el resto de las cosas no les interesan y no las recuerdan.
Ya que estamos con la ciencia ficción: si sacamos todas sus neuronas de Rocky y las pudiésemos implantar en el cerebro del profe de matemáticas, ¿reconocería al personaje?
No, porque tienes que pensar que no están aisladas en el cerebro, son el resultado de un montón de procesos anteriores. Si agarro todas las neuronas de Rocky de una persona y se las pongo otra, ¿con cuáles las conecto? Yo mismo me planteé qué pasaría si eliminas todas las neuronas de Jennifer Aniston en el hipocampo, que es donde las localizábamos. ¿Reconocerías a Jennifer Aniston? Sí. Vas a saber que es una actriz, que es norteamericana, pero no te vas a acordar del último episodio de Friends en que la viste. Porque lo que se sabe es que el hipocampo es clave para las memorias episódicas, de tus experiencias. Hay un paciente muy famoso, llamado HM, al que en 1957 le quitaron los hipocampos por error y seguía reconociendo a las personas. Lo que perdía eran las memorias episódicas de las personas, las experiencias con ellas.
Dice usted que estas neuronas de concepto que descubrió hace ahora casi 20 años “tal vez sean la piedra angular de nuestro pensamiento conceptual y abstracto”. ¿Por qué?
Porque a partir del momento en que tienes neuronas específicas para personas, lugares o conceptos, puedes hacer asociaciones. Puedes decir: recuerdo haber visto a Jennifer Aniston en la torre Eiffel, tengo dos conceptos y los relaciono. El esqueleto de nuestras memorias está basado en hacer asociaciones entre conceptos, eso te da la base de nuestros recuerdos, que tienden a ser conceptuales, porque tiendes a olvidar los detalles.
¿Son neuronas especiales?
En principio son neuronas piramidales, las mismas que ves en monos y en ratas. La morfología de la neurona es idéntica. La diferencia está en que no están aisladas en el cerebro, tienes una batería de procesamiento anterior, son la punta del iceberg, es la culminación de un proceso que no vemos en otras especies.
En su libro cita a Borges casi tanto como a las películas de ciencia ficción, ¿qué podemos aprender de cuentos como Funes el memorioso?
Borges no escribía ciencia ficción, pero lo que tiene en común con ella es que te dispara la imaginación. La idea de qué hacen estas neuronas de concepto que descubrí se la robé a él; a mí, Borges me hizo entender mis experimentos sobre el cerebro. Hay un momento en que me pregunto: ¿por qué veo estas neuronas? ¿Qué hacen? De pronto recuerdo ese cuento y me digo: claro, si no tengo estas neuronas estaría como Funes [el personaje que no podía olvidar nada de su vida y lo recordaba todo].
Borges me hizo entender mis experimentos sobre el cerebro
¿En qué sentido?
Porque cuando tienes neuronas que responden a conceptos quiere decir que no están codificando detalles. Si me responde a tal foto de Jennifer Aniston pero no tal otra, es porque la neurona no se fija en los detalles de la foto. Es como que todos los detalles se pierden en el olvido, no están codificados en la memoria. Si no tuvieras este tipo de codificación no serías capaz de hacer estas asociaciones que son más elevadas. Si tuvieras representación de cada foto específica, se te complicaría.
La inteligencia artificial puede recordar todo con fuerza bruta, pero no pensar en ello. ¿Es lo que nos diferencia de las máquinas?
Yo lo resumo en una frase: el cerebro no busca recordar, sino entender. Y una cosa va contra la otra. Una computadora recuerda, pero no entiende. Mi disco duro puede grabar una película y te la pasa de principio a fin, pero no te puede decir de qué trata. Yo si la veo no te la puedo decir de principio a fin, pero te la puedo resumir en dos minutos y relacionarla con otras películas que vi. Eso permite hacer asociaciones dispares con otras cosas.
¿Se podrá registrar lo que soñamos, como en la película Hasta el fin del mundo, de Wim Wenders?
La barrera es tecnológica. En un trabajo que era una prueba de concepto, se vio que se puede leer información de los sueños. Aunque en neurociencia cuando hablas del sueño se lavan todos las manos, porque no sabemos qué función tiene. Es un terreno fértil en el que queda un mundo por descubrir.
Cuando nos levantamos por la mañana y aún no sabemos bien quiénes somos, ¿estamos siendo testigos de una recomposición de nuestro yo?
Es una experiencia que está muy bien recogida en el inicio de la película Memento. El tipo se despierta, está en una habitación de hotel y se pregunta: ¿qué hago acá? La diferencia es que el protagonista no sale nunca de ese momento de confusión y nosotros sí. Es como que estabas perdido y de pronto hilas la historia coherente de tu vida.
El cerebro no busca recordar, sino entender. Y una cosa va contra la otra. Una computadora recuerda, pero no entiende
¿Crionizaría su cerebro?
No, porque creo que son avances de pseudociencia, es gente que no leyó nada de filosofía. Y lo mismo podemos decir de la clonación. Imagina que me clonas. No voy a ver por los ojos de mi clon, sigo viendo por mis ojos. Mi clon puede ser indistinguible de mí mismo, pero no voy a ser yo. No preserva mi identidad, yo me morí. Alguien a quien congelas y despierta, ¿volverá a ser el mismo? El gran pensador sobre estos temas es Derek Parfit, quien planteó la paradoja de la teletransportación, que viene de Star Trek. Si te teletransportas a Marte, por ejemplo, el proceso requiere que te mueras cada vez.
¿Alguna vez le han manipulado un recuerdo, como en DesafíoTotal?
Hay una mente malévola que lo hace todo el tiempo, que es la de los magos. Te manipulan para que no recuerdes qué han hecho cuando te engañaban.
La ciencia ficción ha imaginado también que nuestro cerebro podrá seguir viviendo en un frasco, ¿es totalmente imposible?
Una respuesta muy buena la dio el filósofo Daniel Dennet: es como preguntarte si puedes construir una escalera hasta la Luna. No es algo imposible a priori, pero en la práctica es imposible.
¿Escogería la pastilla azul o la roja?
Es que vivimos con la pastilla azul. Pero tomaría la roja, que significa aceptar y entender que vivimos dentro de Matrix, ya que todo lo que experimentamos es una construcción de nuestros cerebros. Pero no hace falta estar sumergido en una cuba.
El cerebro humano procesa información de manera “sorprendentemente similar” al de modelos computacionales, segun el MIT
El instituto realizó una investigación que vinculó biología con tecnología, que puede tener varias aplicaciones en el desarrollo de IAs
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Los seres humanos, desde que nacen, se encuentran expuestos a constantes procesos de aprendizaje. Con esa motivación, investigadores del Instituto Tecnológico de Massachusetts, compararon el procesamiento de información del cerebro humano con el funcionamiento de modelos computacionales avanzados y hallaron que ambos componentes funcionan “soprendentemente similar”.
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Este recientemente identificado vínculo entre la biología y la tecnología tiene consecuencias significativas y amplias. Arroja nueva perspectiva sobre el fenómeno de la cognición humana, al mismo tiempo que respalda de manera sólida las actuales metodologías de desarrollo en inteligencia artificial.
Es que las tácticas empleadas por las neuronas para establecer conexiones y aprender de los estímulos del entorno comparten similitudes con los algoritmos de aprendizaje autodirigido, que posibilitan a las máquinas aprender de la experiencia sin instrucciones explícitas.
James DiCarlo, neurocientífico y parte del Centro de Neurociencia Computacional Integrativa K. Lisa Yang (ICoN) del MIT, se ha dedicado a explorar las similitudes entre el aprendizaje visual en seres humanos y los sistemas de visión computarizada.
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Mediante un análisis minucioso que contrasta la respuesta neuronal en primates al reconocimiento de imágenes con los patrones de activación en redes neuronales artificiales, el equipo de DiCarlo ha evidenciado una notable similitud en la manera en que ambos procesan la información visual.
Algunos puntos claves de la investigación son:
-Modelado de Redes Neuronales Artificiales (RNA): DiCarlo y su equipo han utilizado modelos de redes neuronales artificiales para simular el procesamiento visual. Estos modelos están diseñados para imitar el comportamiento de las neuronas en el cerebro humano cuando se trata de reconocer y categorizar objetos.
-Comparación con Respuesta Neuronal en Primates: mediante el uso de técnicas avanzadas de registro neuronal en primates, DiCarlo ha analizado cómo las neuronas en el cerebro de primates responden a estímulos visuales específicos, como imágenes de objetos. Luego, ha comparado estas respuestas con los patrones de activación en las redes neuronales artificiales.
-Similitudes en el Procesamiento Visual: sus estudios han revelado sorprendentes similitudes en la forma en que las neuronas en el cerebro y las redes neuronales artificiales procesan la información visual. Estas similitudes han llevado a una mayor comprensión de los principios fundamentales detrás del reconocimiento de objetos.
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-Aplicaciones en Inteligencia Artificial: la investigación de DiCarlo no solo ha contribuido al conocimiento teórico, sino que también ha influido en el diseño de algoritmos de aprendizaje automático utilizados en sistemas de visión por computadora y otras aplicaciones de inteligencia artificial.
Nuevos modelos de aprendizaje
-Desarrollo de algoritmos avanzados: la investigación de DiCarlo ha influido en el diseño de algoritmos de aprendizaje automático más avanzados, especialmente en el ámbito de la visión por computadora. Los principios extraídos de la comparación entre respuestas neuronales y patrones de activación en RNA han sido aplicados para mejorar la eficiencia y la precisión de los algoritmos de reconocimiento de objetos.
-Mejora de sistemas de visión por computadora: las similitudes identificadas entre la forma en que los cerebros procesan visualmente la información y cómo lo hacen las RNA han llevado a mejoras significativas en los sistemas de visión por computadora. Esto se traduce en avances prácticos, como sistemas de reconocimiento de imágenes más precisos y eficientes en diversas aplicaciones, desde la asistencia médica hasta la conducción autónoma.
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-Inspiración para modelos de aprendizaje automático: las observaciones de DiCarlo han inspirado nuevos enfoques en la construcción de modelos de aprendizaje automático. Entender cómo las redes neuronales biológicas realizan tareas visuales ha llevado a estrategias más efectivas para entrenar modelos de IA, acelerando el progreso en el campo.
-Impacto en el desarrollo de tecnologías emergentes: los resultados de esta investigación han contribuido a la formación de tecnologías emergentes, como sistemas de reconocimiento facial, diagnóstico médico asistido por computadora y avances en interfaces hombre-máquina. La mejora en la comprensión de los procesos visuales ha sido fundamental para el desarrollo de estas aplicaciones.
por Ima Sanchís
Michel Le Van Quyen,El desafío es no hacer nada
Proyectos, viajes, conferencias, todo quedó anulado aquella mañana de hace dos años en la que Michel Le Van Quyen se despertó con una parálisis facial.Le diagnosticaron agotamiento y le prescribieron reposo absoluto.Fue así como descubrió los beneficios del silencio, que, una vez curado, decidió investigar.El resultado es 'Cerebro y Silencio', en el que analiza valiéndose de la neurociencia los diferentes tipos de silencio y sus consecuencias en nuestro cuerpo y cerebro recurriendo a investigaciones recientes:"Hay un silencio exterior, que es la ausencia de ruido, y un silencio interior: esos momentos en que logramos reducir el ruido de fondo de nuestros pensamientos, ambos son esenciales para nuestra salud".Un libro esclarecedor que ofrece claves para vivir en equilibrio...
El silencio regenera el cerebro?
En el 2001, Marcus Raichle demostró que un cerebro en reposo consume tanta energía como a pleno rendimiento, y a esa actividad cerebral en el reposo la llamo energía oscura.
¿Porque no sabemos mucho sobre ella?
Así es, pero sabemos que ese silencio cerebral le permite regenerarse. Es esencial para la creatividad, la memoria y la construcción de uno mismo.
¿Nos construimos no haciendo nada?
Son momentos de ensoñación, actividad a la que dedicamos la mitad de nuestro tiempo.Cuando en nuestro cerebro reina la energía oscura viajamos en el tiempo, sentimos sensaciones muy vívidas asociadas al pasado y al futuro, y así se consolida la identidad.
¿Cómo afecta el silencio a las neuronas?
Hace que se reproduzcan.En un estudio publicado en el 2013 sumergieron en el silencio a ratones durante dos horas diarias y observaron cómo se creaba una cantidad mayor de células nuevas en el hipocampo.Sabemos que dos minutos de silencio bastan para disminuir la presión arterial y el ritmo cardiaco.
Pero no existe el silencio absoluto.
Cierto, nuestros ruidos internos siempre están ahí, por eso tenemos que recurrir a los sonidos que sientan bien, como los de la naturaleza.
¿Cuál es su efecto?
El murmullo del arroyo, del viento, de los insectos o el crujir de las ramas producen un fenómeno psicológico, el ASMR de acuerdo con sus siglas en inglés, que se traduce como respuesta sensorial meridiana autónoma.
¿En qué consiste?
En una sensación agradable de hormigueo en la punta de los dedos o escalofríos en el cuero cabelludo, es como un estremecimiento musical, y se asocia a una secreción de dopamina, la hormona de la felicidad.
Tras años de estudio, el doctor Qing Li me dijo en 'La Contra' que pasear por el bosque potencia el sistema inmune.
Disminuye la hormona del estrés, reduce la tensión arterial y el azúcar en sangre, mejora la salud cardiovascular y metabólica, la concentración y la memoria.
Es increíble.
Incluso sabemos que tras una intervención quirúrgica los pacientes se recuperan mejor, más rápido y utilizando menos analgésicos si su habitación tiene vistas a un paisaje natural.
El silencio también debe ser interior.
Conviene cerrar los ojos e ir hacia dentro.Cerrar los ojos ralentiza las ondas cerebrales. Parpadeamos no sólo para humidificar los ojos sino también para que nuestro cerebro descanse.
Curioso.
De hecho, según varios estudios, si quiere percibir mejor las emociones de alguien, cierre los ojos y concéntrese en su voz.
¿El silencio ayuda a combatir la tendencia de la mente a los pensamientos negativos?
Ya ningún científico cuestiona que la practica del silencio de la meditación evita esas cavilaciones negativas. Pero eso ya lo dijo Pascal:toda la desgracia de los hombres viene de no saber permanecer en reposo en una habitación.
La conciencia en la respiración es un camino hacia el silencio.
Sesiones diarias de respiración profunda acaban por traducirse en una desaceleración de la frecuencia cardíaca, disminución de la presión arterial, descenso de la tasa de cortisol, y el sistema inmunitario se ve reforzado.
¿Por qué?
En esa situación de calma y de bienestar el corazón produce un ritmo especial capaz de sincronizar otros sistemas fisiológicos como las ondas cerebrales, la presión sanguínea, la digestión y el sistema inmunitario.Hay que aprender a detenerse y respirar.
Nos cuesta mucho.
En un experimento se pidió a los participantes que se mantuvieran quince minutos sin hacer nada, la única posibilidad de distracción era darse descargas eléctricas voluntarias.
¿Y hubo quién se dio descargas?
El 67% de los hombres y el 25% de las mujeres prefirieron sufrir antes que estar tranquilos en silencio.
¿Qué nos pasa?
Vivimos en un mundo regido por la economía de la atención:sugerencias, distracciones, bombardeo de información, continuas interrupciones en el trabajo,...eso provoca sobrecarga cognitiva, agota al cerebro.
¿Con qué consecuencias?
Cuando la presión es excesiva, el cerebro se desconecta, se bloquea, por eso hay quien se queda en blanco ante un examen.
El ruido mata.
Cualquier pequeño ruido que percibimos dispara la secreción de hormonas que ponen al cerebro en estado de alerta. El ruido auditivo tiene un efecto nefasto sobre,
Así vivimos.
Según el informe de la Agencia Europea de Medio Ambiente el efecto del ruido mata a 10.000 personas al año.Se ha demostrado una relación entre la exposición al ruido, el descenso del rendimiento escolar y el aumento del riesgo de dislexia.El ruido es una grave agresión para nuestro rendimiento cognitivo.
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