cerebro

GE Healthcare

Con las técnicas clásicas de neuroimagen, los científicos han sido capaces de ver cómo diferentes regiones del cerebro contribuyen a procesar distintos tipos de información visual (como por ejemplo, colores, formas u orientaciones).

Gracias a estas investigaciones, podemos inferir cuáles son los mecanismos neuronales implicados en estas importantes actividades cerebrales. Ahora científicos de Estados Unidos han logrado justo lo contrario: "leer" el cerebro para realizar reconstrucciones faciales por primera vez.

Su impresionante trabajo ha sido publicado en la revista Neuroimage. En esta ocasión, no sabemos los circuitos neuronales activos durante el procesamiento de una determinada información visual, como suele ocurrir en los estudios clásicos por resonancia magnética.Es la primera vez que se procesa información cerebral tan compleja

Los investigadores de la Yale University, la New York University y la University of California Berkeley han dado una vuelta de tuerca a la investigación sobre el cerebro.

Su idea se basaba en inferir de manera inversa a la habitual las imágenes que obtenemos al leer el cerebro mediante resonancia magnética. Su iniciativa es relativamente novedosa, ya que otros científicos llevan desde 2008 realizando reconstrucciones visuales a partir de la información obtenida con esta técnica de neuroimagen.

Las impresionantes reconstrucciones habían logrado anteriormente, tras la lectura del cerebro, obtener patrones de contraste, colores o incluso caracteres escritos a mano. Estos trabajos se basaban específicamente en el análisis por resonancia magnética de dos zonas localizadas en el cerebro, las conocidas como regiones corticales V1 y V2. Su análisis, sin embargo, era muy "sencillo".

Nuestro cerebro, ese gran supercomputador

Los trabajos realizados hasta el momento habían podido inferir cierta información visual "básica" a partir de las imágenes obtenidas mediante resonancia magnética. Sin embargo, el cerebro es un potente supercomputador, y no funciona solo con datos sencillos, sino que entrecruza toda la información que recibe y elabora complejas respuestas gracias a los miles de circuitos neuronales con los que cuenta.

Los investigadores norteamericanos, para lograr dicha "inferencia inversa", utilizaron cuatro pasos en su proyecto. En primer lugar, determinaron cuáles serían los componentes identificativos de los rostros que pretendían luego reconstruir. A partir de ahí, diseñaron un algoritmo que debería, a partir de la información de la resonancia magnética, realizar la reconstrucción facial de las imágenes observadas inicialmente por los voluntarios.Diseñaron un algoritmo capaz de realizar las reconstrucciones faciales

La tercera y cuarta fase del proyecto consistió en implementar el algoritmo para realizar las reconstrucciones faciales. Como decíamos antes, esta era la primera vez que se emprendía una iniciativa tan compleja, ya que anteriormente solo se habían obtenido colores o caracteres simples. ¿Sería posible que la "lectura" de nuestro cerebro permitiera ver los rostros que los voluntarios habrían observado antes?

Tras recopilar 330 imágenes faciales, que reflejaban diferentes rasgos de género, raza o color de piel, los científicos presentaron estas fotografías a los voluntarios del estudio durante 2000 milisegundos. Simultáneamente, registraban la actividad neuronal de su cerebro mediante resonancia magnética, para luego aplicar el algoritmo diseñado sobre estos datos.

Las reconstrucciones faciales que lograron gracias a esta metodología son, sin duda, espectaculares. Esta es la primera ocasión en la que se logran "mezclar" datos muy complejos de nuestros circuitos neuronales, por lo que esta investigación es un gran avance para la neurociencia.

Las aplicaciones de esta nueva metodología son muy interesantes. Por un lado, los investigadores piensan que podría ser utilizada en pacientes con autismo, en los que se ha demostrado que no realizan la reconstrucción y el reconocimiento facial de manera "correcta". Esta técnica ayudaría a entender un poco más cómo nuestro cerebro procesa la información visual y es capaz de recrear y reconocer caras.

Pero también podría usarse de manera muy "intrigante", ya que estudiando únicamente nuestro cerebro, y sin tener ningún tipo de input visual, podríamos saber qué imagen está reconstruyendo nuestra mente. Este segundo reto está todavía en desarrollo, pero desde luego el trabajo publicado en Neuroimage supone un gran adelanto para estas investigaciones.