Simuladores de realidad virtual en pacientes

Engañar al cerebro haciéndole creer que el organismo que controla no es como realmente es, resulta más sencillo de lo que se podría pensar a priori.


Los mundos virtuales al estilo de 'Second Life' pueden servir para mucho más que para entretenerse o ganar dinero. Por ejemplo, para conocer mejor en qué consiste y cómo puede alterarse la conciencia del propio cuerpo. O para investigar los complejos comportamientos sociales humanos. O para curar. Se usan ya con éxito simuladores de realidad virtual en pacientes que se someten a determinadas terapias muy dolorosas. Y varios grupos de investigación estudian cómo utilizar entornos virtuales para rehabilitar conexiones nerviosas y aprender a controlar prótesis, entre otras aplicaciones.

MÓNICA G. SALOMONE
Fecha de publicación: 22 de noviembre de 2007

Hace casi diez años, los investigadores Matthew Botvinick y Jonathan Cohen demostraron con un sencillo experimento, explicado en la revista 'Nature', que el esquema corporal del propio cuerpo -el que cada uno llevamos impreso de alguna forma en el cerebro y que se considera parte importante de la consciencia de nosotros mismos-, depende de la integración correcta de toda una serie de estímulos sensoriales, como el tacto, la vista o la propiocepción, la percepción de la posición de los propios músculos. Cuando la información de todas estas 'fuentes' no se integra bien, la conciencia del propio cuerpo puede cambiar.

Ilusión


El experimento de Botvinick y Cohen se llama «ilusión del brazo de goma». Consiste en colocar un brazo artificial delante de un sujeto cuyo brazo verdadero se oculta mediante una mampara; el experimentador acaricia tanto el brazo artificial como el real en el mismo sitio, por ejemplo el dorso de la mano, mientras el sujeto ve en una pantalla la imagen del brazo artificial siendo acariciado. El resultado es, para el sujeto, la sensación de que su propio brazo está físicamente donde está el brazo de goma.

«Más aún, se genera una ilusión tal que el brazo artificial se considera propio», explican los investigadores Mavi Sánchez Vives (Instituto de Neurociencias de Alicante) y Mel Slater (ICREA-Universidad Politécnica de Cataluña). Es posible medir la posición estimada del brazo, e incluso detectar «un incremento de la conductividad de la piel si el brazo de goma resulta amenazado», añaden. Este fenómeno no ocurre en ningún caso cuando información visual y táctil es asincrónica.

Este simple truco ha estimulado mucho en los últimos años la investigación de cómo el cerebro se forma una imagen espacial del propio organismo. Es una línea de trabajo con ramificaciones en múltiples áreas. Por ejemplo: se puede aprender a 'convencer' al cerebro de que el organismo está donde no está en realidad. En un entorno virtual, en un universo 'paralelo'. Y una vez que el cuerpo está 'situado' en ese mundo virtual se puede intentar hacer muchas cosas.

'Presenccia'

De eso trata el proyecto de investigación de la Unión Europea 'Presenccia', en el que participan 15 organismos del Reino Unido, España, Italia, Austria, Israel, Suiza y Suecia. «La idea es tener un cuerpo virtual que se sienta como si fuera propio», explica Mel Slater, coordinador del proyecto. ¿Cómo se está seguro de tener éxito, de que efectivamente se logra esa sensación de 'presencia' en el mundo virtual? Porque el sujeto experimenta una «respuesta realista a los entornos virtuales, desde respuestas fisiológicas hasta cognitivas y emocionales», explica Slater.

Son respuestas que pueden medirse y que, según están descubriendo los investigadores, dicen mucho sobre el comportamiento humano. Diversos grupos de investigación están empleando los mundos virtuales que ya existen. Un ejemplo es 'Second Life', en los que es posible crear un personaje o 'avatar' con características físicas 'a la carta' que representan al usuario, para estudiar las interacciones sociales. Han observado que muchos de los comportamientos sociales reales se reproducen en estos universos paralelos.

Esto los convierte en auténticos laboratorios donde recolectar datos sobre comportamiento social humano de forma mucho más sencilla que en la realidad, y donde experimentar sin ningún tipo de límite ético. Hace alrededor de un año, Slater reprodujo un controvertido experimento de los años sesenta diseñado por el psicólogo Stanley Milgram, de la Universidad de Yale. Entonces, los investigadores hicieron que voluntarios aplicaran descargas eléctricas de intensidad creciente a un extraño cuando fallaba en sus respuestas a un test; y aunque, en realidad era un actor que no sufría daño alguno, los voluntarios no lo sabían. Pese a las quejas del actor, muchos siguieron aplicando descargas. En la versión de Slater el actor es sustituido por una mujer virtual a la que se contempla a través de una pantalla. A pesar de saber que ella no era real, dijeron sentirse mal al aplicar las descargas. Sin embargo, como en el experimento de Milgram, tampoco las interrumpieron.

Despistar virtualmente

La capacidad de sumergirse en el mundo virtual puede explotarse también en la clínica, por ejemplo, para tratar el dolor. Hace tiempo que se sabe que los factores psicológicos cambian la sensación de dolor: lo mismo que la ansiedad extrema puede potenciarla, distraer la atención del paciente ayuda a paliar el dolor. El primer entorno virtual creado con esta finalidad es el 'mundo de nieve', con el que Hunter Hoffman, del Human Interface Technology Lab de la Universidad de Washington (EE.UU), experimenta desde hace unos tres años. Se usa para pacientes quemados, y en concreto durante las dolorosas curas diarias.

Los pacientes llevan un casco de realidad virtual que, además de impedirles ver su herida, les hace sumergir en un gélido paisaje de nieve y hielo donde pueden lanzar bolas de nieve, entrar en iglús o jugar con pingüinos. Según Hoffman, los pacientes declaran tener mucho menos dolor. Además de para pacientes quemados, una estrategia similar se ensaya ahora con procedimientos endoscópicos urológicos y en tratamientos dentales y oncológicos.

NEUROREHABILITACIÓN VIRTUAL

Mavi Sánchez Vives, del Instituto de Neurociencias de Alicante, explica que «demostrada la utilidad de las correlaciones sensoriales para la internalización de miembros virtuales, y la influencia de la información visual sobre otros componentes sensorimotores, [se puede intentar] utilizar miembros virtuales para recuperar circuitos sensorimotores dañados en accidentes cerebrovasculares u otras patologías». La técnica consiste en recibir la información visual de un brazo representado virtualmente (por ejemplo, en la pantalla de un ordenador) mientras realiza actividades motoras.

Es el trabajo del equipo liderado por Paul Verschure (ICREA-Universidad Pompeu Fabra): los movimientos del brazo real son transmitidos a un brazo virtual, que aparece jugando a la pelota en un mundo virtual que ve el paciente. Respecto a la rehabilitación clásica se trata de un sistema menos dependiente del rehabilitador, más activo, más divertido y de menor coste, entre otras ventajas.

«Sin embargo, desde el punto de vista que nos ocupa lo más relevante es la influencia que la información visual puede tener sobre la reactivación de los circuitos neuronales afectados, o la posibilidad de manipular esa retroalimentación visual y monitorizar la evolución motora resultante», indica Sánchez. Por ese camino se llega a la aplicación quizá más llamativa de los mundos virtuales: utilizarlas para entrenar al paciente a usar prótesis (o dispositivos de control, como un cursor) sólo con el pensamiento. En los últimos tres años se ha demostrado, con dispositivos tanto internos -un chip implantado en la corteza motora del paciente-, como externos -electrodos-, que es posible usar la actividad eléctrica del cerebro para estas aplicaciones.