World Intellectual Property Organization

El Proyecto Cerebro Humano: desentrañar los misterios de la mente

Diciembre de 2013

El funcionamiento interno de la mente sigue siendo en gran medida un misterio. Sin embargo, un equipo pionero de científicos que trabaja en el Proyecto Cerebro Humano, dirigido por el profesor Henry Markram, está elevando la investigación neurocientífica a una nueva órbita. El objetivo es crear una simulación de computadora del cerebro humano para entender mejor cómo funciona y las enfermedades que le afectan, y desarrollar nuevas tecnologías de la información que imiten su capacidad de aprendizaje. Esta iniciativa pionera ha obtenido recientemente de la Unión Europea unos fondos sin precedentes por valor de 1.200 millones de euros en el marco de los proyectos Future Emerging Technologies (FET) Flagship. La idea de desentrañar los misterios de la mente y el enfoque del proyecto para hacerlo auguran un nuevo futuro de la neurociencia, la medicina y la informática.

El cerebro contiene más de mil billones de conexiones. El Proyecto Cerebro Humano tiene como objetivo perfilar los mecanismos que mueven los complejos circuitos del cerebro para entender mejor cómo funciona. Los conocimientos generados auguran un nuevo futuro de la neurociencia, la medicina y la informática. (Crédito: Blue Brain Project, EPFL)

Por qué es necesario cambiar las reglas de juego

Mientras que el genoma humano se ha cartografiado con éxito, perfilar los mecanismos que mueven los complejos circuitos del cerebro, y sus más de mil billones de conexiones, está demostrando ser un reto más difícil y complejo. El profesor Markram cree que sin una nueva estrategia de juego, los mejores esfuerzos de los científicos de todo el mundo rendirán pocos beneficios. "A veces hay que darse cuenta de que estás dándote cabezazos contra la pared y que no vas a ninguna parte. En el mundo de la ciencia vamos sencillamente a toda máquina sin mirar realmente hacia dónde nos dirigimos. Personalmente, no creo que vayamos a entender el cerebro de esa manera. Tenemos que cambiar el modo de pensar; tenemos que ver qué es lo que estamos haciendo bien y qué es lo que estamos haciendo mal".

Las enfermedades cerebrales son el tercer factor que más contribuye (después de las enfermedades respiratorias y las enfermedades diarreicas) a la carga mundial de morbilidad; socavan la calidad de vida de millones de personas y sofocan los presupuestos sanitarios de todo el mundo. "Estas enfermedades le cuestan al mundo casi el 10% del PIB mundial", señaló el profesor Markram.

Cada año se publican miles de artículos revisados por expertos sobre investigación cerebral —alrededor de 100.000 en 2012, con un costo de unos 7.000 millones de euros— y, sin embargo, los avances en el tratamiento de las enfermedades del cerebro son escasos y están muy distanciados entre sí. "Se ha producido una explosión en la cantidad de datos que se generan relacionados con el cerebro, pero la eficacia a la hora de producir medicamentos para el cerebro ha disminuido", explicó el profesor Markram, señalando que en 2012 sólo se produjeron cinco nuevos fármacos para tratar trastornos principalmente periféricos. "Las estrategias innovadoras son fundamentales si queremos entender el cerebro, sus enfermedades y crear nuevas tecnologías informáticas", dijo.

Unificar el conocimiento del cerebro

(Crédito: Blue Brain Project, EPFL)

El Proyecto Cerebro Humano tiene como objetivo reunir toda la cantidad de datos posible sobre la investigación cerebral con el fin de reconstruir la maquinaria del cerebro y consolidar un conocimiento unificado del punto en que se encuentra en este momento la investigación del cerebro. "Actualmente, nuestro conocimiento es fragmentario; tenemos que crear nuevas tecnologías para entender cómo encajan todas esas piezas como una sola unidad", dijo el profesor Markram. "Si queremos entender la maquinaria del cerebro, desde los genes a las proteínas, a las células, las sinapsis y los circuitos, tenemos que entender todos sus componentes y cómo interactúan para producir las capacidades cognitivas que tenemos. Con este modelo podremos entender el cerebro a todos sus niveles", dijo. "En última instancia, esto nos permitirá entender cómo el cerebro construye las percepciones, cómo construye nuestro mundo. Esto es fundamental si queremos empezar a entender las enfermedades de una manera más sistemática y si queremos crear nuevas tecnologías inspiradas en el funcionamiento del cerebro”.

Beneficios sociales y económicos

El enfoque integrado del Proyecto Cerebro Humano no sólo ayudará a acelerar la investigación del cerebro al poner de manifiesto las carencias de conocimiento, sino que también augura enormes beneficios sociales y económicos. "No existen límites", dijo el profesor Markram, esbozando una larga lista de posibilidades, desde nuevos medicamentos y medios de diagnóstico hasta nuevos tipos de computadoras. "Existe un enorme potencial comercial en el conocimiento del cerebro, pero al mismo tiempo hay un enorme beneficio para la sociedad".

Mejorar el diagnóstico de las enfermedades cerebrales

La iniciativa promete generar conocimientos que mejorarán el diagnóstico y el tratamiento de las enfermedades del cerebro, de las que hay alrededor de 600. Con unas tasas de error de entre el 30% y el 40%, resulta muy difícil diagnosticar las enfermedades cerebrales y crear fármacos. "Tenemos que identificar las enfermedades y entender cómo se relacionan entre sí. No prometemos soluciones a esas enfermedades, pero sí prometemos una plataforma tecnológica y un nuevo enfoque respecto de su investigación. Sin ello, no podremos encontrar fácilmente nuevas soluciones o tratamientos eficaces en el futuro", dijo. El profesor Markram piensa que el enfoque del Proyecto Cerebro Humano va a renovar el compromiso cada vez menor de la industria farmacéutica en este ámbito. "Creemos que podemos demostrar que este nuevo enfoque es una manera muy eficaz de abaratar la detección y la búsqueda de tratamientos".

El futuro de la informática

"El cerebro consume 20 vatios —un plátano al día—. Funciona mucho mejor que una supercomputadora de varios gigavatios. Es el futuro de la informática", dijo el profesor Markram. Simular la maquinaria del cerebro requerirá tecnologías de la información considerablemente más potentes que las existentes“."Queremos construir computadoras basadas en el funcionamiento del cerebro humano. Esto lo hacemos extrayendo los principios de cómo el cerebro hace algo, convirtiéndolos en ecuaciones matemáticas que luego se imprimen en micropastillas de silicio con capacidades extraordinarias", explicó. "Tenemos que crear nuevos programas informáticos que funcionen en las supercomputadoras; tenemos que impulsar el desarrollo de nuevas supercomputadoras en la próxima década. Queremos disponer de una cartera de proyectos de la que podamos generar sistemáticamente nuevas computadoras basadas en determinadas funciones cognitivas: se trata de un enfoque muy diferente de la forma en que se ha desarrollado la inteligencia artificial hasta ahora", dijo. Estas computadoras, denominadas neuromórficas, que imitan la capacidad del cerebro de aprender, mejorarán significativamente las capacidades de computación y pueden permitir también "desarrollar micropastillas que podrían sustituir ciertas deficiencias cognitivas", señaló el profesor Markram.

Cambiar actitudes

El Proyecto Cerebro Humano, que reúne a un equipo multidisciplinario de científicos de más de 80 instituciones de investigación de toda Europa y otros lugares, también está provocando una revolución cultural en el seno de la comunidad investigadora, al pasar de la innovación individual de laboratorio a la innovación en equipos multidisciplinarios. "Es la ciencia en equipo la que va a darnos la esperanza de entender el cerebro", dijo. "Esto es fundamental, ya que requiere el trabajo conjunto de investigadores de todo el espectro académico con un objetivo único".

Nace una plataforma tecnológica

El Proyecto Cerebro Humano es de hecho una plataforma tecnológica destinada a promover la investigación y el desarrollo que supone "un proceso de colaboración enorme". El objetivo es que la plataforma permita tanto a los científicos como a la industria "innovar, construir y aprovechar las nuevas herramientas". "No se trata de que nosotros innovemos, sino de construir una plataforma abierta. Cualquier persona del mundo, en principio, podrá entrar e innovar en la plataforma".

"Una medida de nuestro éxito será el grado en que facilitemos a la industria la creación de nuevas herramientas, que las empresas farmacéuticas puedan descubrir medicamentos más baratos y más específicos y fiables con mayor rapidez, y que los médicos puedan diagnosticar con mayor precisión a los pacientes", dijo el profesor Markram.

El papel de la propiedad intelectual

“Va a haber abundante propiedad intelectual, sobre medios de diagnóstico clínico, sobre nuevos fármacos, sobre nuevos tipos de computadoras", dijo el profesor Markram. "La propiedad intelectual es muy importante porque si se tienen ideas pero nadie tiene derechos sobre ellas es muy difícil conseguir la inversión o el apoyo a un producto que tiene posibilidades comerciales. Si no se solicita y se obtiene la propiedad no puede asegurarse que la idea será beneficiosa para el mundo. Por eso es fundamental disponer de un programa de propiedad intelectual robusto".

Patentar o no patentar

Dicho esto, en la medida en que el proyecto también está impulsando la investigación básica universitaria, la decisión de cuándo patentar y cuándo no es una cuestión importante. "Cuando disponemos de una tecnología habilitante en la que otros pueden basarse y desarrollar gran cantidad de nuevas tecnologías, apostamos por el código abierto. Pero si esto no va a dar lugar a una amplia difusión de la tecnología, entonces es muy importante patentarla", explicó. "Tenemos que ser capaces de tomar esta decisión cada vez mejor", dijo el profesor Markram, señalando la necesidad de aumentar la sensibilidad respecto de la propiedad intelectual en la comunidad científica.

La necesidad de normalizar en mayor medida los sistemas de P.I.

Dada la complejidad del panorama internacional actual del sistema de propiedad intelectual y el tiempo y el costo que entraña su uso, así como el carácter colaborativo de la misión del Proyecto Cerebro Humano, el profesor Markram destacó la necesidad de una mayor normalización internacional de las leyes de propiedad intelectual. "El problema al que nos enfrentamos es que habrá una gran cantidad de cotitulares de propiedad intelectual en todo el mundo", dijo, señalando el énfasis del proyecto en la innovación en equipo con la participación de científicos e innovadores de múltiples países. "Cada vez va a ser más importante que los países se pongan de acuerdo sobre las reglas para adquirir y proteger la propiedad intelectual. Será absolutamente esencial disponer de enfoques normalizados respecto de la propiedad intelectual", dijo.

El Proyecto Cerebro Humano es revolucionario debido a que:

  • representa un enfoque radicalmente nuevo de la investigación cerebral en el que participan equipos internacionales multidisciplinarios de científicos;
  • promete nuevas herramientas que mejorarán las posibilidades de desentrañar los misterios del cerebro y crear un conocimiento unificado y más profundo de cómo funciona;
  • marcará el futuro de la neurociencia, la medicina y la informática.

Los extraordinarios logros de estas personas visionarias y el enorme potencial de su trabajo pionero ofrece una gran esperanza para millones de personas de todo el mundo. "Solamente la innovación nos da la posibilidad de cambiar y hacer frente a los problemas, las dificultades y las deficiencias que percibimos", señaló el Director General de la OMPI, Francis Gurry, en la clausura del Foro de la OMPI. "El proceso de innovación es extremadamente complejo en estos tiempos", dijo, subrayando la necesidad de que el sector de la propiedad intelectual asegure que el "sistema de propiedad intelectual, que está concebido para fomentar la innovación, sea sensible a la innovación social, que hoy en día constituye la realidad de la innovación".

La OMPI en Internet