Investigadores del MIT proponen usar ultrasonido focalizado transcraneal para explorar la conciencia, permitiendo estimular áreas específicas del cerebro de manera no invasiva y mejorar nuestra comprensión de este fenómeno complejo.
La conciencia ha sido tradicionalmente considerada un “problema difícil” en el ámbito científico, ya que no se comprende con precisión cómo la materia física en nuestro cerebro se traduce en pensamientos, sensaciones y emociones. Sin embargo, una nueva herramienta de investigación llamada ultrasonido enfocado transcraneal está emergiendo como un posible camino para que los científicos profundicen en este fenómeno.
Este tipo de tecnología ha comenzado a utilizarse en los últimos años, aunque todavía no se ha integrado completamente en la investigación. Recientemente, dos investigadores del MIT han anunciado sus planes para realizar experimentos utilizando esta herramienta y han publicado un documento que consideran un “mapa” para su uso en el estudio de la conciencia.
“El ultrasonido enfocado transcraneal permitirá estimular diferentes partes del cerebro en sujetos sanos, de maneras que antes no eran posibles”, afirma Daniel Freeman, investigador del MIT y coautor del nuevo estudio. “Esta herramienta no solo es útil para la medicina o la ciencia básica, sino que también podría ayudar a abordar el complicado problema de la conciencia. Puede investigar dónde están los circuitos neuronales que generan sensaciones como el dolor o la visión, e incluso algo tan complejo como el pensamiento humano.”
El ultrasonido enfocado transcraneal es una técnica no invasiva que penetra más profundamente en el cerebro y ofrece una mayor resolución que otros métodos de estimulación cerebral, como la estimulación magnética o eléctrica transcraneal. Según Matthias Michel, filósofo del MIT especializado en estudios sobre conciencia y coautor del trabajo, “hay muy pocas formas fiables de manipular la actividad cerebral que sean seguras y efectivas”.
El artículo titulado “Ultrasonido enfocado transcraneal para identificar el sustrato neural de la percepción consciente” fue publicado en Neuroscience and Biobehavioral Reviews. Junto a Freeman, los autores incluyen a Brian Odegaard, profesor asistente de psicología en la Universidad de Florida; Seung-Schik Yoo, profesor asociado de radiología en Brigham and Women’s Hospital y Harvard Medical School; y Michel.
La investigación sobre el cerebro presenta desafíos significativos debido a las limitaciones al estudiar individuos sanos. Aparte de las cirugías neurológicas, hay escasas maneras de acceder a las estructuras más profundas del cerebro humano. Métodos no invasivos como las resonancias magnéticas (RM) ofrecen cierta información visual desde el exterior del cráneo, mientras que el electroencefalograma (EEG) mide la actividad eléctrica cerebral. En contraste, el ultrasonido enfocado transcraneal transmite ondas acústicas a través del cráneo, concentrándose en áreas específicas de unos pocos milímetros para estimular estructuras cerebrales concretas y estudiar los efectos resultantes.
“Es realmente la primera vez en la historia que se puede modular la actividad profunda del cerebro a centímetros del cuero cabelludo, examinando estructuras subcorticales con alta resolución espacial”, explica Freeman. “Hay muchos circuitos emocionales interesantes ubicados profundamente en el cerebro, pero hasta ahora no era posible manipularlos fuera del quirófano.”
Esta tecnología puede ayudar a los investigadores a determinar patrones de causa-efecto gracias a su capacidad para modular la actividad cerebral. Muchos estudios actuales sobre conciencia miden la actividad cerebral relacionada con estímulos visuales, dado que el procesamiento visual es uno de los componentes fundamentales de esta experiencia. Sin embargo, no siempre está claro si la actividad medida representa la generación de conciencia o simplemente es una consecuencia de ella. Al manipular esta actividad cerebral, los investigadores pueden comprender mejor qué acciones contribuyen a constituirla o son meros subproductos.
Michel sostiene: “El ultrasonido enfocado transcraneal nos proporciona una solución a ese problema”. El “mapa” delineado en su publicación busca ayudar a distinguir entre dos concepciones principales sobre la conciencia: por un lado, está la idea “cognitivista”, que sostiene que la actividad neuronal responsable de generar experiencias conscientes debe involucrar procesos mentales superiores; por otro lado, está el concepto “no cognitivista”, que argumenta que las experiencias conscientes pueden surgir directamente de patrones específicos de actividad neuronal sin necesidad de procesos interpretativos complejos.
A fin de utilizar eficazmente el ultrasonido enfocado transcraneal, los investigadores plantean preguntas específicas para futuras investigaciones: ¿Cuál es el papel del córtex prefrontal en la percepción consciente? ¿Se genera esta percepción localmente o requieren redes neuronales extensas? Si la conciencia surge en regiones distantes del cerebro, ¿cómo se conectan esas percepciones en una experiencia unificada? Y ¿cuál es el papel de las estructuras subcorticales?
A través de experimentos que modulen actividades cerebrales relacionadas con estímulos visuales o sensaciones como el dolor —una sensación fundamental vinculada con la conciencia— los científicos esperan acercarse a respuestas sobre las áreas cerebrales necesarias para producir pensamientos conscientes.
Freeman y Michel no solo están trazando un camino teórico; también planean llevar a cabo experimentos centrados inicialmente en estimular el córtex visual antes de avanzar hacia áreas más complejas del córtex frontal. Mientras que métodos como EEG revelan áreas responsables ante estímulos visuales, estos nuevos experimentos buscan construir una imagen causal más completa del proceso perceptivo visual y su actividad cerebral asociada.
Michel también está impulsando activamente un mayor interés por los estudios sobre conciencia dentro del MIT. Junto con Earl Miller —profesor Picower de Neurociencia— son cofundadores del MIT Consciousness Club, una iniciativa interdisciplinaria destinada a fomentar estudios académicos sobre este tema tanto dentro como fuera del campus.
El MIT Consciousness Club cuenta con apoyo parcial del programa MITHIC, diseñado por el MIT Human Insight Collaborative para organizar eventos mensuales relacionados con investigaciones avanzadas sobre conciencia.
A juicio de Michel, lo último en este campo implica sin duda al ultrasonido enfocado transcraneal: “Es una nueva herramienta; aún no sabemos hasta qué punto funcionará. Pero creo que hay bajo riesgo y alta recompensa. ¿Por qué no seguir este camino?” La investigación presentada fue respaldada por el Departamento del Aire de EE.UU.