‘Vemos lo que ocurre en su cerebro’: dentro del ToddlerLab

Con su mochila de Mickey Mouse, sus bloques Duplo de colores y su sonrisa irresistible, Serena podría ser cualquier niño pequeño construyendo una casa de juguete para un personaje imaginario, si no fuera por los cables y bultos que sobresalen de su cabeza. Sin embargo, Serena es una pionera pequeña que está a la vanguardia de la investigación sobre el eterno misterio de aquello que hace funcionar a los niños pequeños.

Serena es uno de los primeros niños estudiados en el primer ToddlerLab del mundo, un proyecto de varios millones de libras que tiene como objetivo adentrarse en las cabezas de los niños pequeños.

Los niños pequeños hacen y dicen las cosas más extraordinarias y, en términos neurológicos, son criaturas extraordinarias. “El cambio que se produce entre los dos y los cinco años de edad es bastante espectacular: ocurren muchas cosas en términos de desarrollo cerebral y desarrollo cognitivo”, explicó la profesora Natasha Kirkham, docente de psicología del desarrollo en el Centro Birkbeck para el Desarrollo Cerebral y Cognitivo (CBCD) en Londres, sede del Wohl Wolfson ToddlerLab.

Se han realizado numerosos estudios sobre el cerebro de los bebés, mediante el seguimiento de sus movimientos oculares, el flujo sanguíneo que llega a las distintas áreas del cerebro –a través de una técnica denominada espectroscopia funcional del infrarrojo cercano (fNIRS)– y la actividad eléctrica del cerebro. Sin embargo, la comprensión científica que se tiene sobre los niños pequeños es limitada porque, hasta hace poco, tenían que estar atados a una máquina para que funcionaran estas tecnologías de rastreo e imagen.

“Eso estaba bien en el caso de los bebés, porque no se mueven mucho. Pero en cuanto llegan a los 18 meses o más, los niños se quieren mover de un lado a otro y, lo que es más importante, quedarse quietos no forma parte de su comportamiento natural“, explicó el director del CBCD, el profesor Denis Mareschal.

Actualmente, el desarrollo de tecnologías portátiles e inalámbricas permite que los científicos incluyan en sus estudios a los niños pequeños. “Significa que ahora podemos estudiar a los niños pequeños que se mueven libremente, en su forma natural, para ver lo que ocurre en su cerebro mientras exploran”, señaló Mareschal. “También nos permite comprender mejor la forma en que comienzan a interactuar con los demás socialmente, y cómo eso influye en su aprendizaje”.

Aunque ya no es una niña pequeña, Serena Cadete Duarte, de seis años, forma parte de un grupo de niños pequeños que han sido estudiados por investigadores de Birkbeck desde los tres años de edad, para comprender mejor el desarrollo de las funciones ejecutivas, un conjunto de habilidades mentales que incluye la planificación, la memoria operativa, el pensamiento flexible y el autocontrol.

“¿Qué es esto?”, pregunta Serena, mientras la Dra. Paola Pinti, desarrolladora del laboratorio de investigación, le entrega un par de guantes rosas que no cubren los dedos, y que están forrados de bolitas blancas reflejantes, para que se los ponga. Los guantes servirán para que el equipo de investigación pueda rastrear los movimientos de la mano de Serena a través de 18 cámaras de seguimiento del movimiento instaladas por todo el techo del laboratorio, mientras ella planea y construye una casa con bloques Duplo.

“Los niños son muy físicos: hacen muchos gestos y señalan mucho, y en ocasiones eso puede revelar sus procesos de pensamiento”, explica Kirkham. “Por ejemplo, si le pides a un niño que mueva un objeto a un lugar determinado, puedes ver que lo hace, en cambio, lo que puedes captar en un sistema de captura de movimiento es un ligero movimiento hacia una cosa diferente primero, así que puedes ver en qué punto casi cometieron un error”.

Ahora, Pinti le pone a Serena un gorro fNIRS cubierto de cables y sensores en la cabeza, y desliza un transmisor-receptor en su mochila. Esto transmitirá de forma inalámbrica la información de los sensores a una computadora. “Tenemos que ver tu cerebro mientras juegas con los bloques Duplo”, dice Pinti.

“Está bien”, responde Serena, sentándose en una mesa del laboratorio, acondicionado para que parezca un salón de clases de preescolar.

Se le muestra un breve video en el que un adulto enseña cómo presionar un botón para liberar bloques Duplo individuales de un conjunto de cajas situadas frente a ella, y utilizarlos para construir una casa. Cuando termina el video, le dicen a Serena que repita lo que acaba de observar.

La última vez que Serena realizó esta tarea, su comportamiento fue muy diferente: los niños de tres y cuatro años tienen una menor capacidad para seguir instrucciones complejas, su motricidad fina está menos desarrollada. Ahora, construye con destreza una resistente casa de colores, con un jardín lleno de brillantes flores de plástico.

La comprensión de cómo se desarrollan estos procesos cerebrales no es una tarea puramente cerebral: los niños con trastornos neurodivergentes, como el autismo, también pueden tener problemas con ciertas habilidades, como la planificación, aspecto que el estudio de Pinti pretende comprender mejor.

Además, durante la primera infancia, los niños comienzan a descubrir las interacciones sociales, avanzando gradualmente desde el juego paralelo hasta el intercambio y la colaboración durante el juego. También en este caso, una mejor comprensión de las sutiles diferencias entre los cerebros y los comportamientos de los niños neurodivergentes durante los primeros años podría contribuir a identificar los posibles problemas con mayor antelación, lo que permitiría una mejor intervención.

Otros laboratorios incluyen un “laboratorio casero”, semejante a una sala de estar, y un “laboratorio de siesta” en el que los investigadores pueden estudiar el sueño de los niños. Sin embargo, la joya de la corona del ToddlerLab es un entorno virtual conocido como la Cueva, donde se pueden simular escenarios del mundo real, como una granja, un parque infantil o un supermercado, sin la necesidad de utilizar los voluminosos cascos de realidad virtual.

“Si de verdad quieres entender los comportamientos naturales, tienes que estar en un mundo tridimensional, aunque, por supuesto, no podemos construir entornos como una playa, un bosque o un zoológico en un laboratorio”, explica Mareschal. La comprensión de la forma en que los niños interactúan con un animal, en lugar de con una persona, por ejemplo, podría proporcionar nuevos conocimientos sobre trastornos como el autismo, en el que parece que a algunos individuos les resulta más fácil conectar con los animales en comparación con sus compañeros. Los entornos virtuales también podrían contribuir a que los investigadores comprendan en qué momento y de qué manera los niños pequeños comienzan a distinguir lo que es real y lo que es imaginario.

Serena es la primera niña que prueba el sistema. Además de los guantes de rastreo de movimiento y el gorro de fNIRS, se le proporcionan unos grandes lentes de plástico para que los use. Estos lentes le permiten ver en 3D a la vez que permiten registrar los movimientos de sus ojos, un indicador de lo que capta su interés en un momento determinado. “Creo que parezco un DJ”, dice Serena.

La guían a una sección de la sala, en la que se proyecta una escena de un parque infantil en las paredes y el suelo. Frente a ella hay un pequeño elefante de color púrpura sobre el pasto. A Serena le enseñan cómo reventar los globos que surgen detrás de su cabeza, agitando sus brazos para controlar una pequeña pelota blanca. “Me gusta venir aquí para jugar los diferentes juegos”, comenta Serena, mientras salta por la sala. Me pregunto qué le gustaría ser cuando sea grande. “Me gustaría ser una científica de los océanos”, responde.