Pawan Sinha explica cómo el cerebro aprende a ver

Si eres un niño ciego en la India, muy probablemente tengas que luchar contra, por lo menos, dos cosas muy malas. La primera cosa mala es que las posibilidades de conseguir tratamiento son prácticamente nulas, y ello se debe a que la mayoría de los programas de lucha contra la ceguera en el país se centran en los adultos, y hay muy, muy pocos hospitales que estén realmente equipados para atender a niños. De hecho, si les trataran a ustedes, bien podrían acabar siendo atendidos por alguien sin acreditación médica, como nos muestra este caso de Rajasthan. Se trata de una niña huérfana de 3 años que tenía cataratas. Así es que sus tutores la llevaron al curandero del pueblo, quien, en lugar de aconsejar a sus tutores que la llevaran a un hospital, el hombre decidió quemarle el abdomen con unas barras al rojo vivo para expulsar los demonios. La segunda cosa mala que les dirán vendrá de parte de los neurólogos, quienes explicarán que si se tiene más de cuatro o cinco años de edad, y que, incluso, si pasaran por una operación de ojos, las posibilidades de que los cerebros aprendan a ver son muy, muy escasas. Una vez más: escasas o nulas.

Por eso, cuando escuché todo esto me preocupé muchísimo, tanto por razones personales como científicas. Déjenme comenzar por las personales. Les sonará cursi, pero soy honesto. Este es mi hijo, Darius. Como padre primerizo, tengo un sentimiento cualitativamente diferente que va más allá de qué dulces son los bebés, de cuáles son nuestras obligaciones para con ellos, y de cuánto amor podemos sentir hacia un niño. Movería cielo y tierra por un tratamiento para Darius. Y, para mí, que me dijeran que podría haber otros Darius que no reciben tratamiento alguno, es algo que rechazo con vehemencia. Ese es pues el motivo personal.

El motivo científico es la idea de la neurología sobre el periodo crítico en el que, si el cerebro tiene más de cuatro o cinco años, pierde la capacidad de aprender. Eso no lo acabo de digerir, porque no creo que esa cuestión se haya comprobado adecuadamente. La idea surge de un trabajo de David Hubel y Torsten Wiesel, dos investigadores que estaban en Harvard y que obtuvieron el premio nobel en 1981 a raíz de sus estudios sobre la fisiología visual, estudios que son increíblemente interesantes. Sin embargo, parte de ellos se extrapolaron precipitadamente al ámbito del ser humano. Ellos realizaron sus estudios con gatitos con distintos tipos de discapacidades visuales, y esos estudios, que datan de los sesenta, se aplican ahora a niños.

Así que sentí que debía hacer dos cosas. Una: prestar asistencia a los niños que actualmente están privados de tratamiento. Esa es la misión humanitaria. Y la misión científica sería: verificar los límites de la flexibilidad visual. Estas dos misiones, como podrán ver, se entrelazan perfectamente, una aporta a la otra. De hecho, una sería imposible sin la otra. Por lo tanto, para llevar a cabo estas dos misiones, puse en marcha, hace unos años, el proyecto Prakash. Prakash, como mucho de ustedes saben, es el equivalente en sánscrito para la palabra "luz", y la idea es que al traer la luz a la vida de estos niños, también tendremos la posibilidad de arrojar luz sobre algunos de los misterios más profundos de la neurología. Y el logotipo, incluso aún cuando parezca muy irlandés, deriva en realidad del símbolo hindú del Diya que es una lámpara de barro. Prakash, el proyecto global tiene tres partes, asistencia para identificar a los niños con falta de cuidados, tratamiento médico y un posterior estudio. Quiero mostrarles un breve video clip que nos enseña las dos primeras partes de este trabajo.

Este es un centro médico que funciona en una escuela para ciegos.

(Texto: La mayoría de los niños tiene una ceguera irreversible o severa...)

Pawan Sinha: Puesto que, es una escuela para ciegos, muchos niños tienen una ceguera irreversible. Este es un caso de microftalmia. que es una malformación de los ojos, y es irreversible. No se puede tratar. Este es un caso extremo de microftalmia. denominado enoftalmia. Pero, muy a menudo, nos encontramos con niños que cuentan con una mínima visión residual, y esto es una muy buena señal de que la enfermedad realmente se pueda tratar. Después del análisis, traemos al niño al hospital. Este es el hospital con el que trabajamos en Delhi, el hospital oftalmológico Shroff's Charity. Está muy bien equipado con un centro oftalmológico pediátrico, que se logró en parte gracias a una donación entregada por la fundación Ronald McDonald. Así es que, comer hamburguesas en realidad ayuda.

(Texto: Dichos exámenes nos permiten mejorar la salud ocular en muchos niños, ... y nos ayuda a encontrar niños que puedan participar en el proyecto Prakash.)

PS: A medida que hago zoom en los ojos de este niño, ustedes verán la causa de su ceguera. Lo blanco que ven en el medio de sus pupilas son cataratas congénitas, que opacan los cristalinos. En nuestros ojos los cristalinos son claros, pero en este niño, los cristalinos son oscuros y por eso no puede ver el mundo. Así que, el niño fue tratado. Verán fotos del ojo. Aquí está el ojo con el cristalino opaco, se extrajo el cristalino opaco, y se insertó uno acrílico. Y aquí está el mismo niño tres semanas después de la cirugía con el ojo derecho abierto.

(Aplausos)

Gracias.

Así que a partir de ese video, ustedes pueden empezar a entender que la recuperación es posible, nosotros ya hemos tratado a más de 200 niños, y la historia se repite. Después del tratamiento, el niño logra una funcionalidad significativa. De hecho, la historia se sostiene incluso para aquellos que lograron ver después de años de ceguera. Hace unos años escribimos un artículo sobre esta mujer que ven a la derecha, SRD, ella consiguió ver a una edad avanzada y su vista es excelente a esta edad. Debo agregar un dato lamentable a esta historia. Ella falleció hace dos años en un accidente de bus. Su historia es verdaderamente inspiradora, desconozida, pero inspiradora. Así que cuando empezamos a obtener estos resultados, como podrán imaginar, todo esto creo una pequeña controversia en la prensa pública y científica. Aquí tenemos un artículo en la revista Nature con una reseña de este trabajo y otra publicación en la revista Time. Estábamos bastante seguros, estamos seguros de que la recuperación es factible, a pesar de la imposibilidad de ver por mucho tiempo.

La siguiente pregunta obvia es: ¿cuál es el proceso de recuperación? El modo en el que estudiamos esto es, supongamos que hay un niño con sensibilidad a la luz. Tratamos al niño y quiero subrayar que el tratamiento no está sujeto a ninguna condición. No se pide nada a cambio. Trabajamos con menos niños de los que en realidad tratamos. A cada niño que lo necesita lo tratamos. Después del tratamiento, casi semanalmente, analizamos al niño con una serie de tests visuales para comprobar si sus funciones visuales son correctas. Intentamos hacer esto lo más prolongadamente posible. Este abanico de evolución nos otorga una información increíblemente valiosa y novedosa sobre cómo la estructura de la vista toma forma. ¿Cuáles podrían ser las relaciones causantes entre un desarrollo temprano de habilidades y uno más tardío?

Hemos seguido en general este enfoque para estudiar varias capacidades visuales diferentes, pero quiero resaltar una en particular, que es el análisis de las imágenes de los objetos. Cualquier imagen como la que ven a la izquierda, ya sea real o virtual, está hecha de pequeñas partes que ven en la columna central, partes de diferentes colores y luminosidad. El cerebro tiene la difícil tarea de agrupar los subconjuntos de estas partes e integrarlas para lograr algo más significativo formando lo que consideramos que son objetos, como ustedes ven a la derecha. Nadie sabe cómo suceden estas integraciones. Y esa es la pregunta que nos hicimos en el proyecto Prakash.

Así que, aquí está lo que sucede poco después de comenzar a ver. Esta persona había recuperado la vista un par de semanas antes, y aquí ven a Ethan Myers, un estudiante del MIT (Instituto Tecnológico de Massachusetts), llevando a cabo un experimento con él. Su coordinación motora visual es muy limitada,® pero ustedes se hacen una idea de cuáles son las partes que él intenta trazar. Si le muestran imágenes del mundo real, si le muestran a otro como él imágenes del mundo real, serán incapaces de reconocer la mayoría de los objetos porque el mundo para ellos estará totalmente fragmentado, les parecerá un collage, una serie de retazos de regiones de diferentes colores y luminosidades. Y eso es lo que está señalado en los contornos verdes. Cuando se les pide que, incluso si no pueden nombrar los objetos, que señalen dónde están. Estas son las partes que ellos señalan. El mundo es, entonces, un complejo mosaico de partes. Incluso la sombra sobre la pelota se transforma en un objeto. Muy interesante, si les damos pocos meses esto es lo que pasa.

Doctor: ¿Cuántos son esos?

Paciente: Son dos.

Doctor: ¿Qué formas tienen?

Paciente: Sus formas... Este es un círculo, y este es un cuadrado.

PS: Tuvo lugar una transformación drástica. Y la pregunta es: ¿en qué se basa esta transformación? Es una pregunta profunda, y es aún más sorprendente lo simple que es la respuesta. La respuesta se halla en el movimiento y eso es lo que les quiero mostrar en el próximo video clip.

Doctor: ¿Qué forma ves aquí?

Paciente: No logro descifrarlo.

Doctor: ¿Ahora?

Paciente: Un triángulo.

Doctor: ¿Cuántos objetos hay aquí? ¿Ahora, cuántos objetos hay?

Paciente: Dos.

Doctor: ¿Qué son?

Paciente: Un cuadrado y un círculo.

PS: Y vemos que este patrón se repite una y otra vez. Lo único que el sistema visual necesita para empezar a comprender el mundo es información dinámica. Por lo tanto, lo que entendemos de esto y de varias pruebas semejantes, es que el proceso dinámico de información, o el proceso del movimiento, sirve de fundamento para edificar el resto del complejo proceso visual. Ello nos lleva a la integración visual y al reconocimiento final.

Esta idea sencilla posee repercusiones trascendentales. Y permítanme rápidamente nombrarles dos. Una pertenece a los dominios de la ingeniería, y la otra proviene de la clínica. Desde la perspectiva de la ingeniería, nos podemos preguntar, puesto que sabemos que el movimiento es muy importante para el sistema visual humano, ¿podemos utilizar esto como una receta para construir sistemas visuales operados por máquinas que puedan aprender solos y que no necesiten ser programados por un ser humano? Y eso es lo que estamos tratando de hacer.

Estoy en el MIT, allí se debe aplicar cualquier conocimiento básico que adquieras. Así que estamos creando el Dylan que es un sistema computacional cuyo objetivo ambicioso es recoger adquisiciones visuales de la misma clase que las que recibiría un niño para luego descubrir automáticamente cuáles son los objetos en dichas adquisiciones visuales. Pero, no se preocupen por los asuntos intrínsecos del Dylan. Aquí, sólo les voy a hablar acerca de cómo probamos el Dylan. La manera en la que probamos el Dylan es proveyéndole las adquisiciones, como ya dije, de las del tipo que un bebé o un niño adquiriría en el proyecto Prakash. Pero durante mucho tiempo no logramos desentrañar del todo cómo podemos obtener estos tipos de adquisiciones para video. Entonces, pensé que Darius nos podría servir de bebé porta-cámara y de ese modo conseguir las adquisiciones que cargaríamos en el Dylan. Y eso fue lo que hicimos. (Risas) Tuve que hablar mucho con mi esposa. (Risas) De hecho, Pam, si estás viendo esto, por favor perdóname.

Así es que, modificamos la óptica de la cámara para poder imitar la agudeza visual del bebé. Como algunos de ustedes sabrán, los bebés nacen prácticamente ciegos. Su agudeza visual -la nuestra es de 20/20- la de ellos es de unos 20/800, por lo tanto miran el mundo de un modo muy, muy borroso. Así es como se ve el video de la una cámara de bebé.

(Risas) (Aplausos)

Por suerte, el video no tiene audio. Lo que es increíble, es que con esta visión tan borrosa el bebé, muy rápidamente, es capaz de descubrir el significado en estas adquisiciones. Pero después de dos o tres días, los bebés comienzan a prestar atención a los rostros de sus madres y padres. ¿Cómo sucede esto? Queremos que el Dylan sea capaz de hacerlo. Y usando esta muestra de movimiento, el Dylan realmente lo puede hacer a pesar del tipo de adquisición del video, con sólo unos seis o siete minutos de filmación, el Dylan puede comenzar a obtener los patrones que incluyen caras. Este es una demostración importante del poder del movimiento.

La repercusión clínica viene del ámbito del autismo. La integración visual fue asociada al autismo por muchos investigadores. Cuando vimos eso, nos preguntamos: ¿puede la discapacidad de integración visual manifestándose a través de algo subyacente a la deficiencia del procesamiento de la información dinámica hacer que se desarrolle el autismo? Porque, si esta hipótesis fuera verdad, tendría repercusiones inmensas en nuestro entendimiento de muchos de los diferentes aspectos causantes del fenotipo del autismo.

Lo que van a ver son unos video clips de dos niños, uno es neurotípico, el otro padece autismo, jugando al ping-pong. Mientras ellos juegan al ping-pong, nosotros observamos dónde miran. En rojo, están marcados los movimientos de sus ojos, éste es el niño neurotípico, y lo que ustedes ven es lo que el niño es capaz de percibir de la información dinámica para calcular hacia dónde irá la pelota. Incluso antes de que la pelota llegue, el niño ya está mirando allí. Si lo comparamos con un niño con autismo jugando a lo mismo, en lugar de anticiparse, siempre va hacia donde estaba la pelota. La eficiencia en el uso de la información dinámica en el autismo parece estar considerablemente comprometida. Así que nosotros seguimos esta línea de trabajo y con suerte pronto obtendremos más resultados para informarles pronto.

Mirando al futuro, si ustedes piensan en este disco como representante de todos los niños que hemos tratado hasta ahora, esta es la magnitud del problema. Los puntos rojos son los niños que no hemos tratado. Por lo tanto, hay muchos, muchos niños más que necesitan ser tratados, y para extender el campo de acción del proyecto, planeamos abrir el Centro Prakash para niños, que tendrá un hospital pediátrico, una escuela para los niños en tratamiento y también un centro de investigaciones avanzado. El Centro Prakash integrará asistencia sanitaria, educación e investigación de un modo que realmente cree un todo que sea más que la suma de las partes.

Es decir, resumiendo, Prakash, en sus cinco años de vida, ha tocado distintas áreas, que van desde la neurología básica, plasticidad y aprendizaje del cerebro, hasta la hipótesis clínicamente relevante como la del autismo, el desarrollo de máquinas automáticas de sistema visuales, formación de estudiantes graduados y no graduados y la más importante que es la reducción de la ceguera en los niños. Y para mí y mis estudiantes, ha sido sencillamente una experiencia extraordinaria porque hemos logrado hacer una investigación interesante mientras que al mismo tiempo ayudamos a muchos niños con los que hemos trabajado.

Muchas gracias.

(Aplausos)