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Cuantificación de la consciencia humana con inteligencia artificial

Unos investigadores emplearon tecnologías de aprendizaje profundo para medir cambios en la consciencia de personas dormidas, sometidas a anestesia general o con daño cerebral grave.

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Investigación fundamental

Una nueva investigación respaldada por los proyectos HBP SGA3 y DoCMA, financiados con fondos europeos, proporciona a los científicos conocimientos innovadores sobre la consciencia humana. El equipo de investigación, liderado por la Universidad de Corea y la Universidad de Lieja (Bélgica), ha desarrollado un indicador de consciencia explicable (ECI, por sus siglas en inglés) para examinar los diferentes componentes de la consciencia. Sus hallazgos se publicaron en la revista científica «Nature Communications». La consciencia tiene dos componentes: vigilancia (es decir, estado de vigilia) y experiencia subjetiva. El acto de abrir los ojos indica un estado de vigilia, mientras que la capacidad de percibir diferencias o seguir órdenes demuestran la experiencia subjetiva. Existen diferentes grados de consciencia en condiciones diferentes: dormir sin soñar, dormir y soñar, anestesia y lesiones cerebrales graves. Hasta ahora, no se había descrito ningún sistema de medición capaz de cuantificar los dos componentes de la consciencia.

Una medida fiable de la consciencia

El ECI desarrollado por los investigadores emplea aprendizaje profundo para diferenciar entre el estado de vigilia y la experiencia subjetiva en condiciones naturales, farmacológicas y patológicas. El equipo analizó la actividad cerebral de seis voluntarios sanos mientras dormían, de dieciséis voluntarios sanos anestesiados con ketamina, propofol o xenón, y de treinta y cuatro pacientes en coma como resultado de un daño cerebral grave. El estudio reveló que la anestesia inducida por ketamina y el sueño de movimientos oculares rápidos (cuando se produce la mayor parte de los sueños) con bajo estado de vigilia y elevada experiencia subjetiva son muy diferentes a los otros supuestos. Es más, se descubrió que las regiones parietales del cerebro eran las más relevantes para medir el estado de vigilia y la experiencia subjetiva en estado alterados de la consciencia. Los autores del estudio describen esta herramienta novedosa como un posible «discriminador fiable y una herramienta valiosa para llevar a cabo una cuantificación objetiva de la conciencia». Este artículo presenta «la primera tecnología del mundo para cuantificar el estado de vigilia y la experiencia subjetiva al mismo tiempo», comenta el coautor principal del estudio, el catedrático Seong-Whan Lee del departamento de Inteligencia Artificial de la Universidad de Corea, en una noticia publicada en el sitio web de la Universidad de Lieja. El ECI podría mejorar la atención clínica de pacientes en diferentes condiciones como, por ejemplo, durante la observación de estados inducidos por anestesia durante una operación quirúrgica y el diagnóstico de pacientes en coma o en estado vegetativo. Según la coautora principal estudio, la doctora Olivia Gosseries, codirectora del grupo de Ciencias del Coma en la Universidad de Lieja: «se necesitan estudios ulteriores para aplicar este indicador innovador en la práctica clínica habitual e, incluso, para desarrollar una herramienta en línea y en tiempo real para su uso en hospitales, quirófanos y unidades de cuidados intensivos». HBP SGA3 (Human Brain Project Specific Grant Agreement 3) es la última de las cuatro fases del Human Brain Project. «Esta fructífera colaboración internacional entre los socios del HBP pone de manifiesto la eficacia de la plataforma de intercambio de datos de EBRAINS de grandes conjuntos de neuroimágenes humanas», comenta el catedrático Steven Laureus, coautor del estudio y director del grupo de Ciencias del Coma de la Universidad de Lieja, en una noticia publicada en el sitio web del HBP. «Nuestro estudio capitalizó los trabajos realizados por los equipos del HBP para favorecer y facilitar la neurociencia digital y la medicina del cerebro». El proyecto DoCMA (Disorders of Consciousness (DoC): enhancing the transfer of knowledge and professional skills on evidence-based interventions and validated technology for a better management of patients) finaliza en enero de 2023. Para más información, consulte: Sitio web del proyecto HBP SGA3 Sitio web del proyecto DoCMA

Palabras clave

HBP SGA3, DoCMA, humano, cerebro, consciencia, experiencia subjetiva, estado de vigilia, sueño, anestesia, daño cerebral

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