Europa sigue en la carrera por comprender completamente al cerebro humano

El proyecto europeo Cerebro Humano terminó el 30 de septiembre su plan de ejecución a 10 años con un sabor agridulce. Aunque ha dado un impulso considerable a la neurociencia, no ha conseguido su principal objetivo: simular el cerebro humano completo en un ordenador. Pero sigue en la carrera por comprender completamente la base biológica del pensamiento y la consciencia.

El Proyecto Cerebro Humano (HBP, por sus siglas en inglés) es una de las mayores iniciativas científicas del mundo, que tiene como objetivo crear una infraestructura de investigación basada en las tecnologías de la información y la comunicación (TIC) para avanzar en el conocimiento sobre el cerebro, la neurociencia cognitiva y la medicina relacionada con el cerebro.

El proyecto, que comenzó en 2013 y ha durado diez años, ha sido financiado en gran parte por la Unión Europea y coordinado por la Escuela Politécnica Federal de Lausana (EPFL).

Sabor agriculce

El HBP concluyó su andadura el 30 de septiembre de 2023, con un balance agridulce. Por un lado, el proyecto ha logrado importantes avances en neurociencia, como la creación de mapas tridimensionales detallados de al menos 200 regiones cerebrales, el desarrollo de implantes cerebrales para tratar la ceguera y el uso de superordenadores para modelar funciones como la memoria y la consciencia, así como para mejorar los tratamientos de diversas enfermedades cerebrales.

Por otro lado, el proyecto ha suscitado algunas críticas por no haber alcanzado su meta inicial de simular el cerebro humano completo en un ordenador, un objetivo que muchos científicos consideraban irrealista desde el principio.

Además, el proyecto ha cambiado varias veces de dirección y su producción científica se ha vuelto "fragmentada y mosaica", según el miembro del HBP Yves Frégnac, un científico cognitivo y director de investigación del CNRS en París, citado por la revista Nature. Para Frégnac, el proyecto no ha aportado una comprensión integral ni original del cerebro. "No veo el cerebro; veo trozos del cerebro", sentencia.

Trayectoria potente

A pesar de sus posibles limitaciones, entre 2013 y 2023, 155 instituciones de 19 países han trabajado juntas como socios principales del HBP. Dotado con un presupuesto de 607 millones de euros, HBP ha producido más de 3.000 publicaciones académicas y más de 160 herramientas digitales, aplicaciones médicas y tecnológicas, así como una comunidad multinacional y exclusivamente interdisciplinaria que de otra manera no se habría unido.

Uno de sus resultados más importantes ha sido su contribución al desarrollo de la computación neuromórfica, una tecnología que imita la estructura y el funcionamiento del cerebro humano para realizar cálculos más eficientes y sostenibles.

El HBP ha puesto a disposición de los investigadores dos sistemas neuromórficos únicos en el mundo: SpiNNaker, basado en microprocesadores convencionales, y BrainScaleS, basado en circuitos electrónicos analógicos. Estos sistemas permiten explorar nuevas formas de procesar la información inspiradas en el cerebro.

Funcionamiento cerebral

Asimismo, figura entre los logros del HBP la generación de nuevos conocimientos sobre la organización y el funcionamiento del cerebro humano y animal, desde el nivel molecular hasta el cognitivo.

El HBP ha recopilado y analizado datos experimentales sobre la estructura, la actividad eléctrica y química, y los procesos cognitivos del cerebro, utilizando técnicas avanzadas de imagen, registro y estimulación.

Estos datos han servido para desarrollar modelos matemáticos y computacionales que explican los mecanismos cerebrales subyacentes a funciones como la memoria, el aprendizaje, la conciencia o la toma de decisiones.

Medicina y salud

Por último, la aplicación de los resultados del HBP a la medicina y la salud, con el objetivo de mejorar el diagnóstico, el tratamiento y la prevención de enfermedades neurológicas y psiquiátricas, representa otro gran logro destacado de este proyecto.

En ese sentido, el HBP ha creado una plataforma de análisis de datos médicos que integra datos clínicos heterogéneos procedentes de diferentes fuentes, como imágenes cerebrales, registros genéticos o historiales médicos.

Esta plataforma facilita la identificación de biomarcadores y factores de riesgo para enfermedades como el alzhéimer, el Parkinson, la epilepsia o la esquizofrenia. Además, el HBP ha impulsado el desarrollo de nuevas terapias basadas en la estimulación cerebral no invasiva o en implantes neuronales.

Posible desarrollo futuro

Una vez concluido, los directores del HBP esperan acercarse a la completa comprensión del cerebro humano con una plataforma virtual llamada EBRAINS, que se ha creado como parte del proyecto.

EBRAINS es un conjunto de herramientas y datos de imagen que los científicos de todo el mundo pueden utilizar para realizar simulaciones y experimentos digitales.

Sin embargo, la financiación de esta iniciativa aún no está asegurada. Y en un momento en que otros proyectos cerebrales enormes y costosos están en pleno desarrollo en otras partes del mundo, los científicos europeos están frustrados por el fin de su versión, aunque decididos a seguir adelante y no quedarse fuera de la carrera internacional para comprender mucho mejor al cerebro humano.

Presencia de Estados Unidos…

Uno de los proyectos cerebrales enormes y costosos que están en marcha actualmente en el mundo es el Proyecto BRAIN o la Iniciativa BRAIN, financiado por el gobierno de Estados Unidos, que pretende cartografiar la actividad de cada neurona del cerebro humano, usando tecnologías innovadoras de neuroimagen y neuroestimulación.

El proyecto fue anunciado en 2013 por el presidente Barack Obama y cuenta con un presupuesto de 6.000 millones de dólares para un periodo de 12 años. Es decir, es un proyecto contemporáneo del HBP, pero dotado con un presupuesto que multiplica por diez el del proyecto europeo.

… y de China

El China Brain Project, impulsado por el gobierno chino, destaca también porque busca comprender los principios básicos del cerebro humano, así como desarrollar nuevas tecnologías para el diagnóstico y tratamiento de enfermedades neurológicas y mentales.

El proyecto, lanzado en 2016, es uno de los cuatro programas piloto del programa Innovación de Ciencia y Tecnología Adelante 2030, dirigido a la investigación de las bases neuronales de la función cognitiva. China Brain Project prioriza la IA inspirada en el cerebro sobre otros enfoques, tiene una duración prevista de 15 años y un presupuesto de 15.800 millones de dólares, lo que ha suscitado críticas por el enorme poder otorgado a esta línea de investigación, según alertó el año pasado el South China Morning Post, periódico de referencia de Hong Kong.

Japón también

Por último, se encuentra también el Brain/MINDS Project, liderado por Japón, que tiene como objetivo crear un mapa detallado del cerebro de los monos macacos, que son los primates más cercanos al ser humano después de los chimpancés.

El proyecto busca entender cómo el cerebro de los monos procesa la información sensorial, motora y cognitiva, y cómo se relaciona con el comportamiento y la emoción. El proyecto comenzó en 2014 y tiene un presupuesto de 300 millones de dólares para 10 años.

Iniciativa privada

La iniciativa privada no está ausente en esta carrera para comprender el cerebro, como lo pone de manifiesto el Allen Institute for Brain Science, una organización privada fundada por el cofundador de Microsoft, Paul Allen, que se dedica a la investigación del cerebro humano y animal, con especial énfasis en la genética, la anatomía y la función cerebral. El instituto fue creado en 2003 y, con unos ingresos de 298 millones de dólares, ha publicado varios atlas cerebrales interactivos y bases de datos públicas.

Europa, presente

La finalización de HBP no representa el final del impulso europeo al estudio del cerebro y, como dicen sus protagonistas, a pesar de no haber alcanzado su principal objetivo científico, en cambio ha sentado las bases para una nueva era en la investigación sobre el cerebro que tendrá un gran impacto en la ciencia, la tecnología y la sociedad. La historia continúa.