Las interfaces cerebro-máquina ofrecen esperanza para las lesiones cerebrales y la visión
Un campo emergente, describe los esfuerzos para utilizar lo que se sabe sobre cómo el cerebro procesa y empaqueta la información para desarrollar máquinas o dispositivos que ayuden a las personas a recuperar su función después de una lesión o enfermedad.
Piense: solo su cerebro puede controlar el cursor de una computadora.
Eso no es tan ciencia ficción como parece. En Neuroscience 2010 en San Diego esta semana, en la reunión anual de la Society for Neuroscience, los investigadores informaron sobre cómo las interfaces cerebro-máquina están permitiendo el control cerebral de los cursores, acelerando la recuperación del control manual en pacientes con accidente cerebrovascular y ofreciendo esperanza para restaurar la vista. después de daño en la retina.
En solo 6 minutos, los participantes de un estudio aprendieron a mover el cursor de la pantalla solo con sus pensamientos, dijo Anna Rose Childress, Ph.D., investigadora de la Facultad de Medicina de la Universidad de Pensilvania.
He aquí cómo: los participantes estaban dentro de un escáner de resonancia magnética funcional, que registra el flujo sanguíneo en las regiones del cerebro que están activas. Otra investigación ha sugerido que cuando las personas reciben retroalimentación sobre estas señales cerebrales, pueden obtener control sobre ellas.
Mientras los participantes yacían en el escáner, las computadoras aprendieron a detectar dos patrones cerebrales exhibidos por los voluntarios. En uno, se pidió a los participantes que pensaran en golpear una pelota de tenis y en el otro que imaginaran moverse de una habitación a otra.
A continuación, repitieron los patrones de pensamiento y movieron un cursor de pantalla vinculado a su actividad cerebral.
"Cada pensamiento está relacionado con la actividad en una parte específica del cerebro", dijo Childress. La pelota de tenis representaba la actividad repetitiva del brazo y el movimiento de una habitación a otra representaba la navegación espacial.
Los 14 sujetos, después del breve entrenamiento, pudieron mover el cursor con sus pensamientos.
En otra investigación, una combinación de estimulación cerebral y fisioterapia aceleró la recuperación del control manual en pacientes con accidente cerebrovascular, dijo Satoko Koganemaru, M.D., Ph.D., investigadora de la Universidad de Kyoto en Japón.
"El accidente cerebrovascular resulta en un aumento anormal de la tensión muscular más la debilidad muscular", dijo.
Ella administró estimulación magnética transcraneal, una técnica no invasiva que a veces se usa para tratar la depresión, a 9 pacientes con accidente cerebrovascular. Se aplicó sobre el lado del cerebro dañado por el derrame cerebral, en el área relacionada con el control motor.
Los pacientes también realizaron "práctica motora", contrayendo y soltando los músculos de sus dedos y muñecas.
La terapia combinada continuó dos veces por semana durante 6 semanas.
Koganemaru mostró un video de un paciente. “Descubrimos que el paciente podía mover la muñeca y la mano en un rango más amplio”, dijo. El paciente también tenía un agarre más fuerte, dijo.
Tres meses después, las mejoras se mantuvieron. ¿Por qué? "Mediante la práctica y la estimulación cerebral, el cerebro se adapta", dijo Koganemaru, "para lograr un mejor control del músculo".
Para las personas que tienen una enfermedad degenerativa de la retina, parece que una nueva retina artificial puede restaurar una visión más normal que los dispositivos protésicos de retina existentes, dijo Sheila Nirenberg, Ph.D., investigadora del Weill Cornell Medical College en Nueva York.
"Nada parecido a la visión normal ha sido posible", dijo. Otros dispositivos se han centrado en aumentar la cantidad de células que se reactivan en la retina dañada, dijo. El nuevo dispositivo va más allá. "Desarrollamos una prótesis retiniana que incorpora el código neural de la retina".
Nirenberg dijo que no es suficiente simplemente estimular las células, es crucial estimularlas con el código correcto, el código que la retina envía al cerebro que convierte las imágenes en señales que el cerebro puede entender.
En el nuevo dispositivo, un codificador toma la imagen y la convierte en un código utilizado por las células ganglionares, que reciben la información visual del exterior. A continuación, un transductor hace que las células ganglionares "disparen" de acuerdo con el código. El resultado es una imagen más natural, no solo la percepción de manchas y bordes.
El nuevo dispositivo reconstruyó rostros, paisajes e incluso papel de periódico, dijo Nirenberg.
"Aumenta el rendimiento del sistema a niveles casi normales", dijo. El sistema se ha probado solo en animales hasta ahora, pero Nirenberg planea realizar estudios en humanos pronto.
Fuente: Society for Neuroscience
