Karl Deisseroth, Nobel de Medicina: “Los modelos avanzados de inteligencia artificial podrían leer la actividad cerebral de las personas”

El bioquímico y psiquiatra Karl Deisseroth acaba de ganar el Premio Nobel de Medicina por descubrir cómo controlar el cerebro con luz. La optogenética permite dominar el movimiento y el comportamiento de los animales de laboratorio proyectando luz selectivamente en diferentes partes del encéfalo. Esto los hace girar sobre sí mismos, controla su capacidad de socializar o les induce síntomas similares a la depresión. Es una ventana única para entender el funcionamiento del cerebro y el origen de las enfermedades mentales. En uno de sus últimos trabajos, el equipo de Deisseroth dirigió esta técnica al corazón para acelerar su ritmo, y demostró cómo esto genera por sí solo ansiedad y sensaciones de miedo muy similares a las que se observan en humanos. Esta herramienta se ha conseguido implantando en el encéfalo genes de algas que responden a la luz, y que fueron descubiertos por Peter Hegemann y Georg Nagel, quienes comparten galardón con Deisseroth, nacido en Boston (EE UU) hace 55 años.

Este año, una terapia experimental inspirada en la optogenética ha revertido parcialmente la ceguera en pacientes, y hay otras en camino contra el autismo y la esquizofrenia. En esta entrevista telefónica, el científico de la Universidad de Stanford, que también ganó el premio Fronteras de la Fundación BBVA en 2016, expone sus últimos experimentos, como la creación de cerebros humanos transparentes.

Pregunta. ¿Hasta dónde cree que se puede llegar gracias a estas técnicas?

Respuesta. Queremos entender la mente humana. Para esto hemos puesto en marcha un programa de investigación clínica en humanos en el que trasladamos ideas de la optogenética en ratones a las personas. Realizamos el mismo experimento tanto en ratones como en humanos para identificar los principios que comparten. La optogenética en ratones nos ayudará a diseñar nuevas terapias para las personas.

P. En uno de esos experimentos han provocado alucinaciones. ¿Para qué?

R. Hicimos experimentos en los que aplicábamos pequeñas ráfagas de aire en el ojo, como las que te pueden aplicar cuando vas al oftalmólogo. Podemos hacer lo mismo tanto con ratones como con personas, y sus respuestas son muy similares. Ambos se molestan con esas pequeñas corrientes de aire. Podemos repetir esos estímulos mientras registramos la actividad neuronal en todo el cerebro. Así hemos conseguido observar algunos aspectos de cómo surge ese estado negativo, esa emoción de irritación, y cómo se propaga por el cerebro. Esto nos dará pistas para saber cómo intervenir en ese proceso, aunque también esperamos estudiar las emociones positivas.

P. Usted también es psiquiatra y ve pacientes. ¿Cuánta esperanza se puede tener de que dentro de poco haya mejores tratamientos para las enfermedades mentales?

R. Algunas de las ideas que surgieron estudiando animales ya están avanzadas y probándose en ensayos clínicos con personas. Esto incluye autismo y esquizofrenia. Los datos por ahora son muy positivos, y esperamos que finalmente consigamos nuevos fármacos para pacientes con estas enfermedades.

P. Y además trabaja en tratamientos para las alucinaciones provocadas por el alzhéimer.

R. Sí. Se llama psicosis en la enfermedad de Alzheimer [la sufren entre el 30% y el 50% de los pacientes]. Se trata de alucinaciones y paranoia que pueden aparecer en personas con esta forma de demencia.

P. Hay gente que dice que vivimos en un gran experimento social con el uso de la inteligencia artificial y las redes sociales. ¿Cree que esto impacta en la salud mental?

R. Es algo que me preocupa y me da esperanza al mismo tiempo. Muchos de los problemas que surgen del mal uso de la inteligencia artificial se dan, en particular, en el ámbito de la salud mental. Un modelo que no esté estrechamente vinculado a valores humanos puede acabar orientando a las personas en la dirección equivocada, y eso me preocupa. Aun así, confío en que las herramientas de inteligencia artificial puedan potenciar la capacidad de las personas para ayudarse unas a otras. Creo que pueden ser útiles siempre que haya un ser humano, con valores humanos, estrechamente implicado en todo lo que se haga con una estrategia terapéutica basada en la inteligencia artificial. Tenemos que pensar muy detenidamente cómo hacerlo para asegurarnos de que no nos lleve por el camino equivocado.

P. Usted dice que el cerebro es el objeto más complejo del universo. ¿Cree que la inteligencia artificial igualará o superará sus capacidades?

R. Por asombroso que sea el cerebro humano, tiene un número finito de neuronas: menos de 100.000 millones. Y cada una establece un número limitado de conexiones, unas 10.000 de media. Es algo hermoso, maravilloso y misterioso, pero tiene propiedades finitas. Por eso, aunque todavía no sepamos exactamente cómo hacerlo, aunque parezca imposible y pensemos que necesitaremos nuevas ideas fundamentales, sigo pensando que, en principio, deberíamos llegar a comprender la mente humana. Y, como resultado, la inteligencia artificial, con nuestra ayuda, podría llegar a reproducir algunos aspectos del funcionamiento de la mente humana. También diría que todavía no entiendo cómo podría la inteligencia artificial alcanzar la verdadera esencia de lo humano, ni siquiera las emociones o la experiencia subjetiva de ser consciente, de sentir que uno existe. No creo que eso sea posible, al menos por ahora. No me refiero a la parte computacional del cerebro humano, sino a su experiencia subjetiva. No creo que la IA pueda llegar a eso.

P. Su técnica consiste en controlar el cerebro con luz. ¿Cree que alguna vez se podrá hacer algo similar con los humanos, por ejemplo, espiar su cerebro y saber qué están pensando? Es lo que postula su colega Rafael Yuste.

R. Conozco a Rafael, es muy razonable y tiene razón en alertar sobre este problema. Sin embargo, la optogenética propiamente dicha es menos amenazante debido a su complejidad. Para aplicarla en personas, algo que ya se está haciendo, hay que introducir un gen que codifique, por ejemplo, ese canal iónico activado por la luz procedente de las algas. Por tanto, hace falta una terapia génica y también trabajar con luz. No es algo que pueda actuar a distancia ni sin que la persona lo sepa. En un sentido más amplio, creo que Rafa tiene razón. Con otras tecnologías, debemos ser conscientes de que los modelos avanzados de inteligencia artificial podrían permitir leer la actividad cerebral de las personas. Creo que es algo con lo que debemos tener cuidado.

P. ¿En qué enfermedad mental cree que obtendrán mejores resultados en menor plazo?

R. Uno de los problemas de la psiquiatría, tanto en la depresión como en el autismo y otros trastornos psiquiátricos, es que hasta ahora no hemos sabido qué células del cerebro son las que realmente causan esos problemas ni cuáles podrían contribuir a resolverlos. Ahora, gracias a la optogenética, podemos empezar a identificarlas. Estamos ante una situación completamente nueva: podemos desarrollar medicamentos a partir del conocimiento de qué células causan los problemas o permiten corregirlos. Creo que este enfoque es tan novedoso y diferente, y está tan vinculado a los mecanismos reales de causa y efecto de las enfermedades y sus tratamientos, que a largo plazo nos permitirá ayudar de forma más eficaz a las personas con todo tipo de trastornos neuropsiquiátricos. Eso no significa que los tratamientos actuales no sean buenos. Ayudan aproximadamente al 70% de las personas, mientras que el 30% restante no responde. Me gustaría que pudiéramos mejorar esos resultados.

P. ¿Sigue con su proyecto de construir un cerebro humano transparente?

R. Sí. Desarrollamos una tecnología para hacer transparentes los cerebros, llamada Clarity [claridad en inglés], que hemos perfeccionado gracias a otros muchos métodos. Uno de los avances que introdujimos para hacerla aún más potente permite observar el cableado y las conexiones entre las células. En 2018 presentamos una versión de nueva generación que permite observar no solo las conexiones entre las células en tejidos transparentes, sino también los genes que expresa cada célula y las pequeñas biomoléculas, como las proteínas, que produce cada una de ellas. Esto es muy potente porque nos permite diseñar medicamentos dirigidos a esas células. Es un enfoque que complementa muy bien la optogenética. Podemos identificar las células y saber si son responsables de determinados síntomas, pero queda una última pregunta: ¿cómo diseñamos medicamentos que ayuden a las personas a partir de ese conocimiento? Para hacerlo, necesitamos saber qué biomoléculas y qué proteínas hay en esas células, de modo que podamos diseñar medicamentos que actúen sobre ellas. Esa es precisamente la función de esta versión de nueva generación de Clarity, que llamamos Starmap. Ahora, el objetivo es conseguir que los tratamientos desarrollados mediante optogenética puedan administrarse en forma de pastillas convencionales, en lugar de tener que recurrir a la terapia génica.

P. En Stanford hay también un centro donde se registra la actividad cerebral de los pacientes mientras les implantan electrodos en el cerebro para tratar sus enfermedades. Y durante la intervención también hablan con ellos para obtener información más precisa sobre cómo funciona su cerebro.

R. Sí, ese es nuestro objetivo, y es lo que estamos haciendo. Es un programa llamado Human Neural Circuitry Program (Programa de Circuitos Neuronales Humanos), que persigue precisamente esa meta. Queremos asegurarnos de que todo lo que descubrimos esté basado en la experiencia humana. Ese es el camino que estamos siguiendo, y va a ser apasionante.

P. ¿Cuál es la mayor pregunta que cree que puede responder?

R. Esperamos comprender la naturaleza de la experiencia subjetiva interna de los seres humanos y hasta qué punto algunos aspectos de esa experiencia están presentes también en los ratones. Queremos identificar principios comunes, compartidos o ancestrales, que estén presentes en todos los mamíferos.