El cerebro humano aprende a incorporar alas virtuales como parte del cuerpo tras una semana de entrenamiento en realidad virtual

Un equipo de científicos en China ha descubierto que el cerebro humano posee una capacidad de adaptación extraordinaria que le permite incorporar partes corporales completamente artificiales, como alas virtuales, en su sistema de representación del cuerpo, según un estudio publicado en la revista Cell Reports.

Los investigadores diseñaron un entorno de realidad virtual personalizado y reclutaron a 25 voluntarios para un experimento de una semana de duración, según detalla el estudio. Los participantes utilizaron visores de realidad virtual y sensores de seguimiento de movimiento en sus brazos. Cuando movían sus codos y muñecas en el mundo real, sus alas virtuales aleteaban en el entorno de realidad virtual.

Durante cuatro sesiones a lo largo de la semana, los voluntarios practicaron el uso de sus alas virtuales para volar, según explican los autores. Esto implicó aprender la física del vuelo, como aletear hacia abajo para generar sustentación y plegar las alas para reducir la resistencia. Los participantes tuvieron que realizar diversas tareas, incluyendo imitar posturas de alas frente a un espejo virtual, desviar pelotas de aire y navegar a través de anillos en el aire.

Para determinar si este vuelo en realidad virtual realmente modificaba el cerebro, los científicos realizaron escaneos de resonancia magnética funcional de la corteza occipitotemporal antes y después de la semana de entrenamiento, según indica el estudio. Esta es una parte clave del cerebro involucrada en el procesamiento visual, incluido el reconocimiento de partes y formas del cuerpo.

Tras el entrenamiento, la corteza occipitotemporal mostró respuestas modificadas cuando los voluntarios miraban imágenes de alas, según los resultados. Quizás lo más sorprendente fue que los patrones de actividad neuronal desencadenados al ver estas alas se volvieron más similares a la respuesta del cerebro ante las extremidades superiores, como señalan los investigadores en su artículo: "La corteza occipitotemporal incorpora efectores ilusorios en las representaciones corporales que trascienden la congruencia sensoriomotora de nivel inferior".

Los autores del estudio también descubrieron un aumento en la comunicación entre las áreas de procesamiento visual del cuerpo del cerebro y las regiones involucradas en el movimiento y el tacto, según el análisis. Esto sugiere que el cerebro estaba fortaleciendo los vínculos funcionales entre ver las alas y los sistemas utilizados para controlar y sentir el cuerpo.

"Nuestros hallazgos amplían la comprensión de la encarnación como un proceso jerárquico en el que la codificación funcional abstracta en la corteza occipitotemporal interactúa con las redes frontoparietales para reconciliar la congruencia multimodal atípica con las representaciones corporales existentes", afirman los investigadores en el estudio.

Los científicos creen que el tipo de flexibilidad neuronal demostrada en su investigación podría ayudar a las personas a utilizar mejor las prótesis avanzadas, según sus conclusiones. Sugieren que podría conducir al desarrollo de tecnologías asistivas, como extremidades robóticas, que el cerebro podría integrar más fácilmente como extensiones funcionales del cuerpo humano.

El estudio representa un avance significativo en la comprensión de cómo el cerebro humano puede adaptarse a incorporar herramientas y extensiones artificiales como parte de su esquema corporal. A diferencia de investigaciones anteriores que se centraban en la adaptación a prótesis que reemplazan partes del cuerpo existentes, este trabajo demuestra que el cerebro puede aprender a representar partes corporales completamente nuevas que los humanos nunca han poseído evolutivamente.

La investigación tiene implicaciones potenciales para múltiples campos, desde la rehabilitación médica hasta el diseño de interfaces cerebro-computadora. Los hallazgos sugieren que con el entrenamiento adecuado en entornos virtuales, el cerebro humano podría prepararse para controlar dispositivos protésicos complejos o interfaces robóticas de manera más intuitiva y efectiva.

Los 25 participantes del estudio completaron todas las sesiones de entrenamiento sin efectos adversos reportados, según los investigadores. El período de una semana resultó suficiente para producir cambios medibles en la actividad cerebral, lo que indica que la plasticidad neuronal puede ocurrir en plazos relativamente cortos cuando se proporciona una experiencia inmersiva y consistente.

El uso de resonancia magnética funcional permitió a los investigadores observar cambios específicos en las regiones cerebrales responsables del procesamiento corporal, proporcionando evidencia objetiva de que la experiencia de realidad virtual no solo creaba una ilusión perceptual, sino que modificaba activamente cómo el cerebro representa y procesa información sobre el cuerpo.

Este descubrimiento abre nuevas vías de investigación sobre los límites de la plasticidad cerebral y plantea preguntas sobre qué otras capacidades o extensiones corporales artificiales podrían ser incorporadas por el cerebro humano con el entrenamiento adecuado. Los investigadores planean continuar explorando cómo diferentes tipos de entrenamiento en realidad virtual pueden facilitar la integración de tecnologías asistivas en la representación corporal del cerebro.