A portable solution for simultaneous human movement and mobile EEG acquisition: readiness potential for basketball free-throw shooting

Imagina intentar comprender cómo funciona el motor de un coche, pero solo se te permite observarlo mientras está aparcado en un garaje silencioso, completamente inmóvil. Puedes ver las piezas, pero no tienes ni idea de cómo se comportan cuando el coche circula realmente por una autopista, pasando por baches o tomando curvas. Este es exactamente el problema que enfrentan los científicos al estudiar el cerebro humano. Durante décadas, las mejores herramientas para mapear la actividad cerebral, como las máquinas de resonancia magnética, requerían que las personas permanecieran perfectamente inmóviles. Incluso los escáneres cerebrales más flexibles, que utilizan diminutos sensores en el cuero cabelludo, solían estar conectados a pesados ordenadores, lo que dificultaba el estudio de las personas mientras se movían realmente.

Pero, ¿y si pudiéramos echar un vistazo al interior del cerebro mientras alguien juega al baloncesto, baila o corre? Este es el emocionante mundo de la "neuroimagen móvil". Los científicos se están preguntando ahora: ¿Podemos ver el "modo de preparación" del cerebro mientras una persona se dispone a realizar una acción compleja? Una señal famosa que buscan es el "Potencial de Preparación" (RP, por sus siglas en inglés). Piensa en el RP como la cuenta regresiva interna del "3, 2, 1... ¡Ya!" del cerebro. Es una onda eléctrica lenta y silenciosa que se acumula en el cerebro justo antes de que decidas mover la mano o la pierna. Normalmente, solo vemos esta cuenta regresiva cuando las personas presionan un botón sencillo en un laboratorio. Pero, ¿se ve diferente esta cuenta regresiva cuando un jugador profesional se dispone a lanzar un tiro libre? ¿Y nos dice la fuerza de esa cuenta regresiva si el tiro encestará? Esa es la gran pregunta que este nuevo estudio intenta responder utilizando una configuración que cabe en una mochila. Puedes explorar más detalles sobre este estudio en su sitio web oficial: https://juliuswelzel.github.io/eeg_basketball_website/

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El laboratorio cerebral de bolsillo

Conoce a Miguel y su equipo, un grupo de científicos que decidió sacar el laboratorio del edificio y llevarlo a la cancha de baloncesto. En lugar de utilizar máquinas gigantes y costosas, construyeron una configuración "portátil" utilizando dos teléfonos inteligentes, un casco de sensores cerebrales inalámbrico y una pequeña pulsera. Parece un gadget tecnológico de una película de ciencia ficción, pero fue diseñado para ser sencillo, barato y lo suficientemente ligero como para que los jugadores ni siquiera notaran su presencia.

Reunieron a 26 jugadores de baloncesto, de entre 18 y 32 años, y les pidieron que hicieran lo que mejor saben hacer: lanzar 120 tiros libres cada uno. Mientras los jugadores se concentraban en la canasta, el equipo registró dos cosas al mismo tiempo: la actividad eléctrica en los cerebros de los jugadores (a través del casco inalámbrico) y sus movimientos corporales (a través de las cámaras de los teléfonos inteligentes y un sensor de muñeca). El objetivo era ver si podían capturar esa señal cerebral de "3, 2, 1... ¡Ya!" (el Potencial de Preparación) justo antes de que los jugadores levantaran el balón, y si esa señal cambiaba dependiendo de si el tiro era un "enceste limpio" o un "toque en el aro".

La cuenta regresiva del cerebro es real (pero no es una bola de cristal)

Primero, el equipo quería saber: ¿Podemos realmente ver la señal de preparación del cerebro en medio de un juego de baloncesto ruidoso y con movimiento? La respuesta fue un rotundo sí.

Al igual que en el laboratorio tranquilo, los científicos encontraron una clara señal de "cuenta regresiva" en las áreas frontales y centrales del cerebro. Aproximadamente 400 milisegundos (eso es menos de medio segundo) antes de que los jugadores comenzaran su movimiento de tiro, el cerebro mostró un descenso eléctrico negativo distintivo. Fue más fuerte en la parte superior de la cabeza (el canal Cz), donde la señal cayó significativamente, alcanzando los -13,52 microvoltios justo antes del movimiento. Esto demostró que, incluso con los jugadores moviéndose, sudando y lanzando un balón, el equipo pudo capturar con éxito la señal de "preparación" del cerebro utilizando su configuración de smartphone. Es como escuchar un susurro en un estadio lleno de gente; el equipo encontró la manera de ignorar el ruido y escuchar la tranquila preparación del cerebro.

El mito de la "señal mágica": Por qué el cerebro no predice el marcador

Aquí es donde la historia se pone interesante. El equipo tenía una segunda esperanza, más grande: querían ver si la fuerza de esa cuenta regresiva cerebral podía predecir si el tiro entraría. Tal vez, pensaron, una cuenta regresiva más fuerte significaba que el jugador estaba más concentrado y encestaría, mientras que una más débil significaba un fallo.

Pero los datos dijeron que no.

Cuando compararon las señales cerebrales de los tiros exitosos (encestes) frente a los no exitosos (fallos), encontraron ninguna diferencia. La cuenta regresiva del cerebro se veía casi exactamente igual, independientemente de si el balón pasaba por la red o golpeaba el aro. El equipo calculó que la señal cerebral explicaba menos del 5% de la diferencia entre encestar y fallar un tiro. En otras palabras, la señal de preparación del cerebro no es una bola de cristal que pueda decirte si un jugador de baloncesto va a anotar. Los cerebros de los jugadores se estaban preparando con la misma intensidad para un fallo que para un acierto.

El cuerpo cuenta una historia diferente

Si la señal cerebral no predijo el marcador, ¿lo hizo el movimiento del cuerpo? El equipo utilizó las cámaras de sus teléfonos inteligentes para analizar las posturas de los jugadores, observando dónde estaban sus muñecas, codos y hombros en cada momento.

Esta vez, encontraron algunas pistas, pero eran complicadas. Para aproximadamente el 38% de los jugadores (10 de 26), sí hubo diferencias específicas en cómo sostenían sus cuerpos cuando encestaban frente a cuando fallaban. Por ejemplo, algunos tiradores exitosos mantenían las muñecas ligeramente más bajas en relación con sus caderas antes del tiro, mientras que otros mantenían las muñecas más altas en el momento del lanzamiento. Sin embargo, estas diferencias eran muy específicas de cada persona. Lo que funcionaba para un jugador no funcionaba para otro. El lenguaje corporal de un "buen tiro" no era una regla única y universal; era más bien una firma personal. Incluso para aquellos jugadores donde la posición corporal importaba, la postura solo explicaba alrededor del 4,5% de la diferencia en el éxito.

La conclusión: Una nueva forma de observar el cerebro

Entonces, ¿qué demostró realmente este estudio? Demostró que puedes construir un laboratorio cerebral barato y portátil usando solo dos teléfonos inteligentes y un casco inalámbrico, y que funciona lo suficientemente bien como para ver la señal de "cuenta regresiva" del cerebro durante acciones deportivas complejas. Ese es un gran paso adelante para la ciencia, mostrando que no necesitamos estar pegados a una silla para estudiar el cerebro.

Sin embargo, el estudio también descartó una idea popular: que la fuerza de esta señal cerebral es un predictor simple del éxito atlético. El cerebro se prepara, pero esa preparación no garantiza que el tiro entre. Los verdaderos secretos de un tiro exitoso parecen estar ocultos en las pequeñas peculiaridades individuales de cómo cada jugador mueve su cuerpo, más que en una única y fuerte señal cerebral.

Esta investigación sugiere que, si bien ahora podemos escuchar la preparación del cerebro en el mundo real, comprender exactamente cómo esa preparación se convierte en un tiro perfecto sigue siendo un rompecabezas complejo. No se trata solo de que el cerebro diga "¡Ya!"; se trata de cómo ese "¡Ya!" se traduce en una danza única y personal de músculos y articulaciones que varía de un jugador a otro. El futuro de la ciencia del deporte podría no consistir en encontrar un número mágico para el éxito, sino en comprender las formas únicas, desordenadas y maravillosas en que nuestros cerebros y cuerpos trabajan juntos en movimiento.