Jonathan Andrés Montoya Correa
Periodista del Área de Información y Prensa
Andrés Agudelo Toro vive en su propio planeta de los simios, pero a diferencia de la famosa franquicia cinematográfica de los años sesenta, este eafitense no tuvo que viajar a una galaxia lejana para relacionarse con los antepasados del hombre, sino hasta Gotinga (Alemania), donde diariamente se encuentra rodeado por más de 1.400 monos que habitan el Centro Alemán de Primates.
El Centro Alemán de Primates investiga con cerca de 1.400 monos de diferentes especies y en campos tan diversos como la salud o las interacciones sociales.
A este instituto (DPZ por su sigla en alemán) llegó, en 2013, para desempeñarse como investigador de asuntos neuronales relacionados con estas especies, específicamente en lo que se refiere al movimiento de los dedos de las manos y su representación en el cerebro.
“Muchos laboratorios en el mundo han descifrado cómo movemos nuestros brazos, pero el movimiento de los dedos, que es mucho más complejo, sigue siendo un interrogante. Incluso, todavía se desconocen las partes específicas de la corteza cerebral que se dedican a estos movimientos”, explica este egresado de Ingeniería de Sistemas de EAFIT.
Por esa razón, Andrés se enfoca en entender el código y el lenguaje que usa el cerebro para generar el movimiento necesario para sostener, por ejemplo, una manzana. Todo esto gracias a un robot que representa dicha capacidad en un primate.
“La idea es que a través de los monos, que tienen movimientos muy parecidos a los de los humanos, podamos controlar directamente este robot. En eso ya hemos logrado avances y, en este momento, podemos obtener una predicción de hasta el 90 por ciento en el tipo de agarre que el mono está planeando hacer, basándonos solamente en señales de su cerebro”, puntualiza el científico.
Todos los días Andrés se desplaza muy temprano hasta las instalaciones del DPZ, ubicado en uno de los campus de la Universidad de Gotinga, para reunirse con uno de los monos macacos que entrena. Su trabajo, como él mismo lo describe, consiste en enseñarle al animal a realizar una tarea manual, que se convertirá en insumo principal para los experimentos posteriores.
Cada uno de estos primates tiene implantada una serie de electrodos en su cerebro que les permite al eafitense y a sus colegas del DPZ realizar una lectura de la actividad neuronal.
“De esta manera, cuando ellos ejecutan una tarea, simultáneamente los datos de su cerebro están siendo decodificados. Lo que puede parecer algo muy sencillo, puede tomar en ocasiones toda una mañana”, apunta el investigador, quien también está encargado de la alimentación y la higiene de los simios que tiene bajo su responsabilidad.
Cada uno de los experimentos de Andrés Agudelo con los macacos puede producir hasta 50 gigabytes de información, que luego pasan a ser procesados y analizados.
En las horas de la tarde, Andrés se dedica a analizar los datos, una labor que combina con el compromiso de mejorar o reparar los equipos que se usan para los experimentos. “El trabajo con los monos es muy divertido y entretenido, pero ellos siempre hacen de las suyas con los equipos”.
El ingeniero de sistemas de EAFIT afirma que un solo experimento de estos puede producir hasta 50 gigabytes de información, que luego pasan a ser procesados. Para esta labor, sus conocimientos en el área de programación también le han sido de utilidad, pues también desarrolló un decodificador que funciona en tiempo real.
“Básicamente traduce en cuestión de milisegundos la actividad de cientos de neuronas del mono a funciones que pueden ser ejecutadas por el robot”, acota Agudelo.
Las manos es una de las principales formas de comunicación e interacción con el mundo. Por eso, entender cómo se representa su funcionamiento en el cerebro sería, por sí mismo, un gran avance científico que podría beneficiar a un gran número de personas con problemas de movilidad.
“En muchos de los casos en los que las personas pierden la capacidad de mover las manos, el cerebro permanece intacto. Lo que buscamos con la experimentación con primates es encontrar la manera de leer las intenciones de movimiento y poder proveer alternativas para mejorar la calidad de vida de estos pacientes”, señala Andrés.
El cerebro humano: un misterio por descifrar
El funcionamiento del cerebro humano sigue siendo un misterio. Esta masa de un poco más de 1.000 centímetros cúbicos y 1.5 kilogramos de peso representa un importante motivo de estudio alrededor del mundo, pues es la responsable de toda la motricidad del cuerpo humano, además de otras funciones primordiales para la subsistencia.
Ese es el principal eje de trabajo del DPZ (abreviación de Deutsches Primatenzentrum, en el que se investiga desde el estudio de las enfermedades que afectan al ser humano y asuntos de neurociencia, hasta la comunicación e interacción social de primates.
También es un espacio privilegiado por su ubicación en Gotinga, una ciudad en la que se encuentra no solo la principal universidad de la región, sino cinco institutos de la red Max Planck, la organización de investigación de ciencias básicas más destacada del país teutón.
El campo de investigación de Andrés se enfoca en los dedos de la mano, con la intención de proveer alternativas para pacientes con afecciones motrices en esta parte del cuerpo.
A ese centro llegó Andrés, en 2013, para ocupar una posición posdoctoral. Todo esto ha hecho que el eafitense considere a Alemania ideal para su desempeño y crecimiento como investigador. “Creo que en lo que se diferencia de Colombia es en el gran soporte que ofrece el Gobierno a la investigación pura y aplicada”, expresa.
Andrés se refiere a su trayectoria investigativa como un recorrido “no muy lineal”, pero que lo ha dejado explorar las diferentes áreas en las que se ha formado. Su trabajo, por ejemplo, ha variado entre los campos de la educación a distancia, la robótica y, actualmente, el de la neurociencia y la experimentación con los monos.
Precisamente, es este último el que le ha permitido integrar los conocimientos de su formación como ingeniero de sistemas y magíster en Matemáticas aplicadas de la Universidad EAFIT, y como doctor en Neurociencia computacional del Instituto Max Planck.
“Uno necesita de todo un poco, porque es un trabajo que demanda creatividad y preparación. En mi caso, tener la capacidad de reducir algunas de las funciones del cerebro a ecuaciones matemáticas me permite predecir cómo funcionaría el sistema en otras condiciones”, explica el científico.
Se trata de un compromiso investigativo que agradece de su paso por EAFIT, a la que atribuye un ambiente de formación apropiado no solo para este campo, sino también para el emprendimiento.
“Tuve la oportunidad de interactuar directamente con profesores que habían trabajado e investigado en el exterior. Fue una experiencia que me abrió los ojos y me ayudó a darme cuenta de que era posible hacer investigación avanzada con lo que aprendemos en Colombia, y que aquí también sería posible si tuviéramos los recursos”, concluye.
Investigador
Andrés Agudelo Toro
Para alcanzar su meta profesional de trabajar en la evolución de la interfaz entre cerebro y máquina, desde las perspectivas de la ingeniería, Andrés Agudelo Toro ha transitado un amplio camino académico que abarca la programación, la simulación y la robótica.Su trabajo actual se encuentra respaldado por su formación académica, por una pasantía en informática en la Universidad Rutgers (Nueva Jersey, Estados Unidos) y por la posición posdoctoral que ocupa en el DPZ, donde trabaja en la creación de una interfaz decodificadora en tiempo real para controlar una prótesis de mano, a partir de la experimentación con simios.En su paso por EAFIT fue joven becario Andi y además obtuvo la beca de honor para sus estudios de posgrado. Así mismo, obtuvo la mención de honor a la mejor tesis en 2008, año en el que se desempeñó como Joven Investigador de Colciencias en el campo de sistemas dinámicos y de control.Sus artículos académicos han sido publicados en revistas indexadas internacionales como Plos One, Journal of Neural Engineering y Journal of Intelligent and Robotic Systems, entre otras.