«Pase, el doctor lo olerá en pocos minutos». Aunque usted no lo crea, esta podría llegar a convertirse en una frase cotidiana en las visitas médicas del futuro. Al menos así lo esperan los científicos del Laboratorio Cold Spring Harbor (CSHL) que están investigando el sistema olfativo humano. Por ahora, desarrolla una base de datos de olores.
Se han propuesto desarrollar una inteligencia artificial que haga coincidir olores de seres humanos con las condiciones médicas que causan sus enfermedades. Sería una manera de facilitar los diagnósticos y tratamientos.
Ver para creer, podría decir usted. Oler para curar, responderían ellos. En cualquier caso, no hay duda de que los tiempos han cambiado y que las innovaciones tecnológicas no dejan de sorprendernos.
Huellas de olor
Alexei Koulakov, un físico convertido en neurocientífico, es el investigador del Laboratorio Cold Spring Harbor que está desarrollando esta iniciativa. Trabaja para comprender cómo los humanos percibimos los olores y para clasificar millones de moléculas volátiles por sus propiedades «olfativas».
Detrás de escena, el enorme cerebro electrónico de Deep Nose (Nariz Profunda) comienza a analizar las moléculas y a compararlas con su enorme base de datos olfativa. Y una vez que se llena la nariz, la Inteligencia Artificial (IA) involucrada en este proyecto hace coincidir los distintos olores con las condiciones médicas que los causan, para facilitar diagnósticos de salud.
Si esta tecnología logra desarrollarse, perfeccionarse y consolidarse, a los médicos en el futuro no solo les llevaremos o enviaremos laboratorios sanguíneos, exámenes de orina o heces, radiologías y resonancias magnéticas, sino también nuestras “huellas de olor” (Odorsprint), para mejorar nuestras evaluaciones y acelerar los procesos de recuperación.
Una vez que Nariz Profunda logre catalogar todos los olores existentes en una red de inteligencia artificial integral, podrá identificar los olores de una persona sana o enferma.
Pero esta innovación tecnológica también podría tener otros usos y no solo médicos. Por ejemplo, ayudar a las patrullas fronterizas a olfatear viajeros, cargamentos o explosivos.
La salud y la enfermedad huelen
¿Qué puede decir el olor de alguien sobre su salud? Al parecer, mucho. «La información que se puede obtener de las moléculas en el aire es increíblemente rica», dice Dmitry Rinberg, otro ex físico y ahora neurobiólogo de la Universidad de Nueva York que colabora con Koulakov en a investigación.
«El olor es tan informativo que puedes saber qué tipo de cerveza bebió la gente en un bar anoche. Así que estamos tratando de utilizar esta información para enfoques de diagnóstico basados en olores. Se podrá diagnosticar enfermedades por el olor del paciente», agrega.
Olores en pacientes diabéticos
También es cierto que una persona diabética con niveles de azúcar en sangre distintos a los normales (hiperglicemias o hipoglicemias), por ejemplo, produce olores distintos cuando está en esas condiciones. Su aliento varía y los otros olores de su cuerpo también. Y esto último lo digo por experiencia propia, no porque me lo haya dicho un doctor.
Es que cuando enfermamos, ciertos procesos metabólicos funcionan de manera diferente y nuestros cuerpos emiten diferentes moléculas que cambian nuestra huella de olor.
Además, investigaciones recientes han descubierto que muchas enfermedades, como el cáncer, la tuberculosis y el Parkinson, pueden manifestarse a través de compuestos volátiles que cambian el olor de una persona. Así, los pacientes que padecen Parkinson producen una cantidad inusualmente alta de sebo, un biofluido ceroso rico en lípidos excretado por las glándulas sebáceas de la piel, que las narices sensibles pueden detectar.
Deep Nose podría captar este tipo de información del aire y permitir a los médicos detectar enfermedades más fácilmente y hasta evitar algunos procedimientos de diagnóstico invasivos. “Básicamente, revolucionaría el sistema de diagnóstico”, explica Koulakov.
Galeno usaba la nariz y también Hipócrates
La escritora científica Lina Zeldovich recuerda también que Hipócrates, Galeno, Avicena y otros médicos de la antigüedad usaban sus narices como herramientas de diagnóstico. ¿Por qué? Porque una herida con un olor desagradable podría significar que está infectada y porque el mal aliento indica una serie de dolencias.
Pero los médicos modernos han dejado de hacerlo, no solo porque cuentan con otras tecnologías para diagnosticar, sino porque oler a los humanos no es, precisamente, un trabajo cotidiano agradable. Este fue uno de los factores que llevó a los científicos a tratar de hacer posible una nariz electrónica con propósitos médicos. “Sería mucho más económico construir un aparato de rastreo artificial con software estándar que se pueda actualizar regularmente en todos los ámbitos”, añadió Zeldovich.
Y así es como Koulakov concibió a Deep Nose: una IA olfativa electrónica que puede funcionar como una nariz que capta los olores y como un cerebro que los interpreta
Biología y neurociencia
Biológicamente, el acto de oler es más complejo y menos comprendido que nuestra capacidad de ver. “Reconocer un aroma es un proceso intrincado en el que la química, la biología y la física deben jugar juntas en un concierto sincronizado”, acota Zeldovich.
Dentro de la cavidad nasal, millones de neuronas olfativas están esperando que ingrese la siguiente molécula para mandar un mensaje distinto al cerebro.
“Estas neuronas tienen protuberancias microscópicas en forma de dedos llamadas cilios, que flotan en el moco que cubre la superficie de la cavidad nasal”, describe.
Los otros extremos de las neuronas, llamados axones, se estiran hacia arriba, pasando a través de pasajes únicos dentro del cráneo hasta el cerebro, conduciendo a la región llamada bulbo olfatorio, prosigue .
«Cuando las moléculas vuelan a nuestra nariz, se unen a los cilios y las neuronas envían esta información al bulbo olfatorio, que la interpreta, dando como resultado nuestra sensación del olfato. También pasaría estas señales a la corteza olfativa, que determinaría la calidad y concentración de los olores», subraya.
Nariz Profunda sigue el modelo del cerebro humano, pero los científicos del Laboratorio Cold Spring Harbor aún tienen que descubrir cómo el cerebro humano identifica y diferencia un olor de otro.
Una base e datos con todos los olores posibles, humanos o no
La nariz artificial requerirá algún tipo de sensores químicos para detectar el olor y enviar señales eléctricas al cerebro electrónico de Deep Nose, que interpretará las moléculas detectadas.
Según Koulakov, la recopilación sistemática de patrones de activación neuronal ayuda a los científicos a catalogar la respuesta olfativa, desde las rosas hasta las heces, pasando por el café o la tierra mojada. Y la base de datos debe contener todos los elementos del «universo olfativo» global.
“Es posible que nuestra evolución no nos haya diseñado para diagnosticar enfermedades, pero podemos diseñar un software que pueda hacerlo», confía Koulakov.
La ciencia todavía está a décadas de distancia del diagnóstico olfativo electrónico efectivo. Sin embargo, el trabajo para lograrlo ya comenzó y avanza a buen paso.
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