¿Podemos leer la mente?

La comunicación de pensamiento es común entre los X-Men del profesor Xavier. Esta habilidad psíquica siempre ha fascinado a los escritores de ciencia ficción, pero ¿sabías que los científicos también se han interesado por la pregunta? hans berger, un psiquiatra alemán de principios del siglo XXy siglo, estaba convencido de que la telepatía era posible y quería descubrir su base biológica. En su búsqueda, desarrolló una técnica para registrar señales eléctricas de todo el cerebro humano: la electroencefalografía. Por otro lado, nunca pudo demostrar la existencia de una energía psíquica que sería intercambiada entre dos humanos…

¿Es hoy? Desde su invención, el EEG ha abierto nuevas ventanas al misterioso funcionamiento del cerebro. Pero, ¿esta técnica nos permite leer la mente? La respuesta es… no realmente; en cualquier caso, ¡no como en las películas de ciencia ficción! Los neurocientíficos están interesados ​​en la cognición, es decir, los procesos mentales como los pensamientos, el razonamiento, la memoria o la forma en que percibimos el mundo. El registro de la actividad cerebral permite comprender determinados mecanismos cognitivos, pero de forma muy estructurada y limitada.

Para entender es necesario volver a lo que mide el EEG : Los electrodos, colocados en la cabeza, capturan el campo eléctrico creado por cientos de miles de neuronas al mismo tiempo. La señal de EEG así registrada a menudo muestra fluctuaciones en la actividad. En 1924, Hans Berger fue el primero en observar que la actividad del EEG podía variar cíclicamente, aumentando y disminuyendo cada 100 milisegundos. Llamó a este fenómeno oscilaciones alfa. Se da cuenta de que estas oscilaciones son mayores cuando los participantes cierran los ojos, lo que sugiere un vínculo entre estas oscilaciones cerebrales y el comportamiento humano (cerrar los ojos) y, por lo tanto, los posibles procesos mentales (el procesamiento de la información visual, por ejemplo).

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Sesión de registro de EEG en la década de 1960 por el profesor Léonide Goldstein. A continuación puede ver uno de los primeros trazados EEG históricos de Hans Berger (1929), que revela oscilaciones de alrededor de 10 Hz, llamadas oscilaciones alfa.
hans berger, CC POR

Sin embargo, en la década de 1940, las oscilaciones alfa se consideraban más como marcadores del cerebro cuando está en reposo, lo que ha llevado a algunos investigadores a creer que no afectan realmente el nacimiento de los pensamientos. La pregunta para los científicos de la época se convierte así en la siguiente: ¿las oscilaciones cerebrales juegan un papel directo en la cognición?

Ondas alfa: ¿la clave para leer la mente?

A medida que avanza la ciencia, 50 años de evidencia experimental acumulada respaldan la hipótesis de que las oscilaciones cerebrales organizan la actividad neuronal y determinan algunos de nuestros procesos cognitivos. Las oscilaciones alfa ya no se consideran un ritmo cerebral en reposo, sino más bien un marcador de excitabilidad neuronal : a frecuencia constante, más oscilaciones presentan actividad eléctrica significativa, las neuronas son menos propensas a reaccionar.

Esto significa que cuando la señal del EEG oscila con fuerza cada 100 ms, las neuronas se comunican más entre sí y, por lo tanto, transmiten menos información. Este mecanismo neurofisiológico tiene consecuencias para la mente: las oscilaciones alfa afectan muchas habilidades cognitivas, como la percepción de señales auditivas Donde efectos visuales o atención.

Imagínate a ti mismo mirando el centro de la pantalla. Ocasionalmente aparecen destellos de luz de muy baja intensidad en la parte derecha de la pantalla, por lo que enfocas tu atención allí para detectarlos. En este caso, observamos un disminución de las oscilaciones alfa en la corteza visual que procesa la información del lado derecho del campo visual (figura siguiente). Por lo tanto, las neuronas están listas para reaccionar a lo que está sucediendo allí. Por el contrario, la corteza que procesa la información del campo visual izquierdo se ve inhibida por un aumento de las oscilaciones alfa. No te molestará lo que sucede en el lado izquierdo de la pantalla. Este doble fenómeno permite detectar más fácilmente destellos breves. Existe, por tanto, un vínculo entre la señal medida por el EEG y las oscilaciones que allí se pueden detectar, y nuestros pensamientos y percepciones sensoriales.

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La amplitud de las oscilaciones alfa en la corteza visual está modulada por la atención espacial. La corteza occipital izquierda (visual) procesa la información del campo visual derecho (flecha azul). Cuando el sujeto presta atención a lo que sucede a la derecha (donde indica la flecha amarilla) mientras mira fijamente al centro de la pantalla, observamos una disminución de las oscilaciones alfa en la corteza occipital izquierda. La amplitud de las oscilaciones en la corteza occipital derecha, que procesa la información del campo visual a la que no prestamos atención, aumenta (en rojo). La situación se invierte cuando la persona centra su atención en el lado izquierdo de la pantalla.
Laetitia Grabot

Como acabamos de ver, los neurocientíficos son capaces de extraer información sobre el estado de atención de una persona y lo que percibe a partir de un registro de EEG. Sin embargo, esta información no es visible a simple vista y la señal del EEG debe pasar por varios pasos de análisis para ser interpretable. Primero es necesario limpiar la señal eliminando en particular el ruido eléctrico creado por los movimientos de la persona, el latido del corazón y las máquinas que lo rodean. Luego se aplican diferentes técnicas de procesamiento de señales para aislar las oscilaciones alfa del resto de la señal, por ejemplo.

¿Qué estamos midiendo realmente con un EEG?

Más importante aún, el contenido de los pensamientos de una persona no se puede extraer de una sola muestra de registros de EEG: se requieren múltiples repeticiones. El contenido de una señal EEG es muy rico y potencialmente refleja todo lo que está pasando en la cabeza de una persona en el momento de su registro: su participación en una tarea de atención, por ejemplo, pero también pensamientos parásitos sobre su comida. del gorro de EEG en la cabeza, o en el aburrimiento que empieza a aparecer… El truco que usan los neurocientíficos es repetir la tarea muchas veces (¡generalmente cientos!): durante una hora, el participante de un experimento de investigación, por ejemplo, tiene que detectar débiles destellos de luz presentados en una pantalla. Luego, el científico promediará la señal obtenida para todas estas repeticiones con la esperanza de identificar el proceso común que debe ser lo que está funcionando en la tarea. Así que todavía estamos muy lejos de leer la mente de una sola grabación de EEG de unos pocos minutos…

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Cada experimento realizado en neurociencia cognitiva está muy estructurado y tiene como objetivo responder a una pregunta específica. La información que obtengamos de él será necesariamente muy específica. En el ejemplo anterior, solo podemos predecir gracias a la señal del EEG si la persona percibirá un destello o no. Pero no deduzcamos nada sobre su cena o cualquier otro pensamiento que se le cruzó… A menudo, solo una pequeña parte de la señal cerebral que registramos explica el comportamiento que estamos estudiando. Los resultados de un solo estudio tampoco son fácilmente transferibles a la vida cotidiana: rara vez pasamos horas detectando destellos en las pantallas, pero tendremos que prestar atención, por ejemplo, a que la luz se ponga roja mientras vigilamos el espejo retrovisor y los peatones. en la acera. Por lo tanto, múltiples procesos interactuarán y participarán en la riqueza de la actividad cerebral que los neurocientíficos están tratando de decodificar. El EEG es una herramienta poderosa para lograr estos objetivos, pero no retirará la máquina Cerebro en el corto plazo.

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