Cuantificando la conciencia humana con la ayuda de la IA

Una nueva investigación respaldada por los proyectos HBP SGA3 y DoCMA, financiados con fondos europeos, está proporcionando a los científicos nuevos conocimientos sobre la conciencia humana. Dirigido por la Universidad de Corea y el socio del proyecto, la Universidad de Lieja (Bélgica), el equipo de investigación ha desarrollado un indicador de conciencia explicable (ECI) para explorar diferentes componentes de la conciencia. Sus hallazgos fueron publicados en la revista Comunicaciones de la naturaleza.

Se puede describir que la conciencia tiene dos componentes: activación (es decir, vigilia) y conciencia. El acto de abrir los ojos indica un estado de vigilia, y la capacidad de percibir diferencias o seguir órdenes muestra conciencia. Bajo diferentes condiciones —sueño sin sueños, sueño con sueños, anestesia y lesiones cerebrales graves— hay diferentes niveles de conciencia. Hasta ahora, no se habían reportado sistemas de medición capaces de cuantificar los dos componentes de la conciencia.

Una medida fiable de la conciencia

El ECI desarrollado por los investigadores utiliza el aprendizaje profundo para distinguir entre la vigilia y la conciencia en condiciones fisiológicas, farmacológicas y patológicas. El equipo analizó la actividad cerebral de seis participantes sanos durante el sueño; 16 participantes sanos bajo anestesia inducida por ketamina, propofol o xenón; y 34 participantes que estaban en coma como resultado de una lesión cerebral grave.

El estudio mostró que la anestesia inducida por ketamina y el sueño con movimientos oculares rápidos (cuando ocurre la mayor parte de nuestros sueños) con poca vigilia y alta conciencia son claramente diferentes de otros estados. Además, se descubrió que las regiones parietales del cerebro son las más relevantes para medir la vigilia y la conciencia en estados alterados de conciencia. Los autores del estudio describen la herramienta novedosa como un «discriminador confiable y una herramienta valiosa como una medida objetiva de la conciencia».

Este documento presenta «la primera tecnología del mundo para cuantificar la excitación y la conciencia al mismo tiempo», afirma el coautor principal del estudio, el Prof. Seong-Whan Lee, del Departamento de Inteligencia Artificial de la Universidad de Corea. El ECI tiene el potencial de mejorar la atención clínica de los pacientes en diferentes entornos, como el control de los estados inducidos por la anestesia durante la cirugía y el diagnóstico de pacientes en estado de coma o estado vegetativo.

Según la coautora principal, la Dra. Olivia Gosseries, codirectora del Coma Science Group de la Universidad de Lieja, «se necesitan estudios futuros para implementar este indicador novedoso en la rutina clínica e incluso para desarrollar un sistema en línea y real». herramienta de tiempo para ser implementada en nuestros hospitales, quirófanos y unidades de cuidados intensivos”.

HBP SGA3 (Human Brain Project Specific Grant Agreement 3) es la última de las cuatro fases de la iniciativa Human Brain Project. «Esta fructífera colaboración internacional entre los socios de HBP ilustra la eficacia de las herramientas de la plataforma de intercambio de datos EBRAINS para grandes conjuntos de neuroimagen humana», dice el coautor del estudio y líder del Coma Science Group, el profesor Steven Laureys de la Universidad de Lieja.

«Nuestro trabajo aprovechó los esfuerzos realizados por los equipos del Proyecto Cerebro Humano para promover y facilitar la neurociencia digital y la medicina del cerebro». El proyecto DoCMA (Disorders of Consciousness (DoC): potenciando la transferencia de conocimiento y habilidades profesionales sobre intervenciones basadas en evidencia y tecnología validada para una mejor gestión de pacientes) finaliza en enero de 2023.