El cuerpo humano tiene una profunda conexión con la electricidad. La transmisión de impulsos eléctricos es responsable del movimiento de nuestras extremidades, el funcionamiento de nuestros órganos y la formación y recuperación de recuerdos. Las firmas de las diversas señales eléctricas que emanan de nuestro cuerpo pueden ser signos reveladores de nuestra salud, y una descarga eléctrica puede literalmente traernos de regreso del borde de la muerte.
Pero si bien estas cosas se saben desde hace mucho tiempo sobre la electricidad que fluye constantemente a través de nuestros cuerpos, lo que se ha descubierto más recientemente es el papel que desempeña la “bioelectricidad” en la formación de nuestros cuerpos. Resulta que cada tipo de célula que nos compone tiene una firma bioeléctrica única, una señal de voltaje que se utiliza para comunicarse con otras células y hacer que las células madre maduren y se conviertan en células especializadas. Por ejemplo, recientemente se descubrió que a medida que nos desarrollamos en el útero, la bioelectricidad es responsable de guiar al feto en crecimiento hacia la forma humana normal con dos brazos, dos piernas, dos ojos, etc., y por lo tanto, una interrupción en el útero de estos Las señales eléctricas pueden provocar defectos de nacimiento.
Una mayor comprensión del papel de la bioelectricidad en nuestras células podría tener impactos masivos en la medicina, afectando la forma en que abordamos la ingeniería de tejidos y la medicina regenerativa. Y si la interrupción de las señales bioeléctricas puede impedir que las células se propaguen, la interrupción de las señales de voltaje de las células cancerosas podría evitar que hagan metástasis.
Las dimensiones y propiedades eléctricas de nuestras células, los tejidos que colaboran para formar y las fuerzas eléctricas que intervienen en todos los aspectos de la vida pueden denominarse nuestro "electrome", que es el tema que Sally Adee, una científica independiente con sede en Londres. y escritora de tecnología, comparte todo esto en su libro recientemente publicado, We Are Electric . El libro cubre más de 200 años de investigación, desde los experimentos de Luigi Galvani con ancas de rana a finales del siglo XVIII hasta la popularidad de los “ electrocéuticos ” en la última década. Pero a pesar de la larga historia de investigación, la electricidad terapéutica también ha tenido una buena cantidad de charlatanería y farsas, lo que, según Adee, ha impactado negativamente el ritmo de la investigación en este campo, así como su aceptación en la educación.
Sally tuvo la amabilidad de contarnos más sobre la realización de We Are Electric y lo que cree que podría haber en el horizonte para el electromo humano.
Scott Jung, Medgadget: ¿Puedes contarnos un poco sobre tus antecedentes y cómo terminaste escribiendo sobre el código eléctrico del cuerpo?
Sally Adee: Comencé mi carrera periodística en la revista de ingeniería llamada IEEE Spectrum , donde escribí sobre el hardware y el software necesarios para crear interfaces neuronales, por ejemplo para integrar prótesis en el sistema nervioso. Este fue mi primer encuentro con estas ideas sobre la lectura y la escritura a través de señales eléctricas endógenas del cerebro.
Mucha gente había estado intentando descifrar y manipular este "código neuronal". Pasé mucho tiempo tratando de comprender cómo funciona la electricidad endógena en nuestro cerebro y cómo podemos interactuar con ella mediante dispositivos electrónicos. Entonces, cuando conocí al investigador de bioelectricidad Michael Levin y propuso que el sistema nervioso es sólo uno de varios mecanismos de señalización bioeléctrica en el cuerpo, caí en un profundo agujero de conejo. Comencé a leer artículos académicos de los que nunca había oído hablar sobre la señalización eléctrica en el desarrollo y la curación de heridas, no en publicaciones especializadas sino en lugares como Nature . Pero la electricidad no formaba parte de un marco aceptado de cómo funciona el cuerpo. ¿Pero por qué? Luego comencé a leer la historia de los errores en la aplicación de la electricidad en biología. Sinceramente, a partir de ahí el libro prácticamente se escribió solo.
Medgadget: We Are Electric exploró muchas aplicaciones diferentes de la electricidad en la medicina. Algunos fueron percibidos como charlatanería, otros fracasaron debido a la política y muchos simplemente no pudieron estudiarse en suficientes humanos para validar las afirmaciones. ¿Cuáles cree que son algunas de las aplicaciones más prometedoras de la bioelectricidad en este momento?
Adee: En este momento, las aplicaciones a corto plazo más prometedoras se encuentran en contextos de neurociencia. Así, por ejemplo, Grégoire Courtine y Jocelyne Bloch están trabajando en un bypass neuronal que toma las señales de intención del cerebro y las dirige más allá de una lesión en la columna para activar las neuronas restantes en la columna. Esto es algo extraordinario.
Hay muchas otras formas en que se utiliza la estimulación eléctrica para ajustar enfermedades y trastornos en el sistema nervioso. Y eso se debe en gran medida a que la señalización eléctrica se entiende como un mecanismo indiscutible en la neurociencia. Y por eso la gente ha gastado dinero, tiempo y otros recursos para investigar cómo manipular y comprender estas señales eléctricas, con grandes beneficios.
No hemos destinado esa cantidad de recursos a otras formas en que funciona la señalización eléctrica en biología. Así, por ejemplo, su función en la cicatrización de heridas, o en el desarrollo, o incluso quizás en el cáncer.
Para la cicatrización de heridas que está empezando a cambiar. Un proyecto DARPA de 16 millones de dólares tiene bioelectricidad como parte del conjunto de mecanismos que quiere utilizar para acelerar la curación de heridas catastróficas. Cada vez hay más proyectos relacionados con la explotación de los campos eléctricos endógenos que genera el cuerpo para curar heridas. Haciendo eco de los inicios de la neurotecnología, estos nuevos proyectos se centran inicialmente en ayudar a pacientes para quienes la nueva intervención tecnológica es un último recurso, como las personas que tienen úlceras que no cicatrizan. Si estos dispositivos funcionan, el dinero seguirá, y de ahí todo lo demás. Con suerte, la gente comenzará a ver el panorama general y comenzará a invertir dinero en alguna ciencia básica muy fundamental en torno al electromo.
Medgadget: ¿Cuáles cree que son algunos de los mayores obstáculos para una adopción más amplia de la bioelectricidad?
Adee: Creo que es un problema de narrativa: la ciencia está sujeta a la moda tanto como cualquier otro esfuerzo humano. Y la narrativa actual es que los genes son las estrellas del desarrollo celular, del cáncer. Si entiendes la genética, lo entenderás todo. Pero hay otro factor: las propiedades eléctricas de las células.
Actualmente existe una conciencia cada vez mayor de la importancia funcional que tienen las señales eléctricas que mueven todos estos bits. Si pudiéramos desarrollar programas amplios para estudiar qué sustenta toda esta funcionalidad eléctrica y cómo impacta en la expresión genética, la liberación de hormonas y los cambios mecánicos, creo que todo lo demás se arreglaría solo. Comprender es el primer paso, generar nuevos conocimientos, tecnologías e hipótesis, y estos se convierten en círculos virtuosos que crean avances, como hemos visto en la neurociencia.
Pero hay que empezar con la conciencia de que estas cosas realmente existen y no son el sueño febril de algún charlatán.
Medgadget: Usted analiza la dificultad de que la bioelectricidad sea aceptada por la comunidad académica por varias razones: es interdisciplinaria, históricamente se ha asociado injustamente con la charlatanería y sigue siendo un área de investigación relativamente nueva. ¿Cómo imagina que sería ideal para usted la incorporación de la bioelectricidad en el plan de estudios académico de pregrado o posgrado?
Adee: Qué pregunta tan excelente y con la que he estado luchando desde su publicación.
Lo han planteado muchas personas que se pusieron en contacto después de leer mi libro. Algunos quieren saber cómo sus hijos pueden estudiar estas cosas en la escuela. Otros quieren saber qué camino podría conducir a estudios formales de posgrado en bioelectricidad.
“Oh, eso es fácil”, pensé y se lo envié a los editores de la revista Bioelectricity . De hecho, no fue “fácil”. Algunos investigadores creen que se podría comenzar con un plan de estudios estándar de neurociencia centrado en la electrofisiología, que le llevaría claramente a la física de canales iónicos. A partir de ahí, explorarías los canales iónicos en otras células, en el desarrollo y la curación, en oncología y cómo todo interactúa con la genética.
Sin embargo, otros no están de acuerdo con que deba enseñarse formalmente. Les gustan los caminos autodeterminados y no descendentes que han llevado a la actual generación de investigadores de bioelectricidad a encontrar su camino hacia el tema.
Y tienen razón: toda esta polinización cruzada no estructurada ciertamente ha dado como resultado una vibrante comunidad de investigación. Todas estas personas con todos sus diferentes antecedentes que han tomado de la amplia gama de disciplinas de las que provienen, sus conocimientos y herramientas compartidos han generado muchas ideas y conexiones nuevas en los últimos 25 años aproximadamente.
Pero por muy emocionante que sea todo, un investigador me dijo que la investigación en bioelectricidad está hoy donde estaba la astronomía cuando Galileo tomó por primera vez un telescopio. Los años siguientes fueron sólo una cornucopia de frutos al alcance de la mano. ¡Aquí una luna, allí una luna, en todas partes una lunaluna ! Pero eventualmente, ¿llega un punto en el que es necesario esforzarse y formalizar la disciplina? No sé, eso casi parece una pregunta para Kuhn o Popper.
Medgadget: Concluyó el libro con una mención sobre algunas de las herramientas que se están desarrollando para comprender mejor el electroma humano, pero fue breve debido a limitaciones de espacio. ¿Puedes compartirnos alguna herramienta favorita que no pudiste cubrir en el libro?
Adee: Tienen que ser xenobots. Son robots (¿tal vez?) fabricados a partir de células vivas de piel de rana que han sido eliminadas de las limitaciones bioeléctricas de su antiguo entorno anfitrión. Solo los mencioné en un contexto particular en el libro, pero estas cosas van a tener enormes consecuencias para tanta investigación y ciencia aplicada. Lejos de las señales que determinaban su comportamiento e identidad, estas células quedaron libres para descubrir qué harían si pudieran hacerse cargo de su propio destino. Como sujetos de investigación, estos podrían decirnos mucho sobre el poder de las señales bioeléctricas en el cuerpo.
Otra es la batería que están desarrollando los científicos del MIT y que podría alimentar implantes cerebrales con electrones extraídos de la glucosa del líquido cefalorraquídeo. Si podemos descubrir cómo alimentar dispositivos en el cuerpo con fuentes de energía totalmente biológicas, ahora se habrá eliminado sustancialmente el riesgo de estos implantes, y es otro camino hacia mejores datos a más largo plazo.
Medgadget: El “elenco de personajes” de We Are Electric incluía varios animales: ranas, calamares, salamandras, fucus marinos e incluso huevos de conejo no fertilizados. ¿Cuál fue uno de tus ejemplos favoritos de biomimetismo animal o de fascinantes habilidades animales que encontraste en tu investigación?
Adee: Encontrarás una ranita sentada en la parte inferior de la página de título de cada versión americana del libro. Mi maravillosa editora en Hachette, Mollie Wiesenfeld, logró convencer al editor de que conmemorara a estas pequeñas y encantadoras criaturas por sus sacrificios al servicio de la bioelectricidad. Mientras escribía el libro, me enamoré de estos animales incluso más que antes (ya tenía un tatuaje de una rana venenosa en mi hombro). Sus contribuciones involuntarias a la investigación de la bioelectricidad me pusieron triste y mareado: los sacaron y los descuartizaron, los cortaron en cintas, los cortaron para convertirlos en baterías de terror corporal. En más de un caso, las zonas cercanas a centros científicos que las utilizaban para investigar funciones bioeléctricas se quedaron sin ranas.
Por eso el animal de investigación que más me entusiasma en el mundo es el gemelo digital. Espero que no estemos muy lejos de un futuro en el que los modelos animales puedan ser reemplazados cada vez más por réplicas digitales de alta fidelidad de personas y sistemas, lo que ofrecería un sustrato más directo para la experimentación que estos sustitutos imperfectos que han sufrido sólo para podría (a menudo) llevarnos por el sendero del jardín .
We Are Electric ya está disponible en librerías de todo el mundo y en línea .
