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Mono controla los movimientos de las extremidades de 'avatar' usando su mente

En la película Avatar, los humanos operan los cuerpos de una especie híbrida humana, llamada Na'vi, con sus mentes. Ahora, los investigadores de la Escuela de Medicina de Harvard en Boston, MA, han llevado a cabo una técnica similar en monos, utilizando dispositivos neuronales que permitieron que un mono alerta controlara la mente de uno que estaba temporalmente paralizado.

El equipo de investigación, incluido Ziv Williams, del Departamento de Neurocirugía de la Facultad de Medicina de Harvard, dice que los hallazgos proporcionan una prueba de concepto de que tales estrategias podrían usarse en la rehabilitación de pacientes que están paralizados.

La investigación fue publicada recientemente en la revista Comunicaciones naturales.

Según los investigadores, investigaciones previas han demostrado que las neuronas en muchas partes del cerebro pueden controlar dispositivos externos, como un cursor en la pantalla de una computadora. Esta comunicación directa se conoce como interfaz cerebro-máquina (BMI).

Los investigadores dicen que estudios recientes incluso han demostrado que el uso de BMI podría controlar las extremidades robóticas.

En 2012, Noticias médicas hoy informó sobre un estudio que detalla cómo una mujer paralítica pudo controlar una mano protésica robótica con sus pensamientos.

Pero el equipo de investigación señala que aunque hallazgos como estos son un importante paso adelante en el control motor, otro objetivo importante ha sido determinar cómo un individuo paralizado puede controlar el movimiento de sus propias extremidades.

Sin embargo, los autores del estudio dicen que ha habido problemas para alcanzar este objetivo.

"A diferencia del control de dispositivos externos, un problema distinto para lograr el control del movimiento de la extremidad es que la salida del sistema motor -por ejemplo, el tracto corticoespinal y sus aferentes asociados- generalmente no se conoce explícitamente", explican.

"La combinación exacta de contracciones musculares agonísticas y antagonistas sucesivas usadas naturalmente para producir el movimiento de las extremidades a diferentes objetivos en el espacio es difícil de determinar explícitamente o reproducir".

Pero los investigadores dicen que intentaron abordar estos problemas centrándose en los objetivos específicos del movimiento en sí mismos, en lugar de intervenir en la trayectoria del movimiento.

Mono Avatar controlado a través de actividad neuronal pregrabada

Para el estudio, el equipo de investigación utilizó dos monos macacos Rhesus de entre 6 y 8 años.

Un mono fue sedado y utilizado como el "avatar", mientras que el otro fue utilizado como el mono "maestro". Ambos monos se turnaron para ser el avatar o el maestro durante varias sesiones.


El nuevo estudio detalla cómo un mono "maestro" fue capaz de controlar los movimientos de las extremidades de un mono "avatar" sedado usando actividad neuronal pregrabada.

Los investigadores implantaron un chip en el cerebro del mono maestro que monitoreó la actividad de hasta 100 neuronas.

El mono avatar tenía implantados hasta 36 electrodos en su médula espinal. Se realizaron pruebas para determinar cómo las diferentes combinaciones de electrodos impactaron en el movimiento del mono.

Los movimientos físicos del mono maestro se emparejaron con los patrones de actividad eléctrica que tuvieron lugar en las neuronas.

Ambos monos se conectaron entre sí, y el mono maestro envió señales de movimiento a la médula espinal y los músculos del mono avatar.

"El mono que funcionaba como maestro era responsable de controlar el movimiento basado en actividades neuronales grabadas corticalmente, y el otro mono sedado funcionaba como el avatar y era responsable de generar un movimiento basado en la estimulación distal de la médula espinal y / o muscular", explican los investigadores.

El mono avatar sostenía un joystick, mientras que el mono maestro pensaba en dirigir un cursor presentado en una pantalla.

"Si el mono [maestro] estaba pensando en mover su brazo hacia arriba, la médula espinal [del avatar] sería estimulada para provocar el movimiento de la extremidad hacia esa misma posición ascendente", explicó Williams a Noticias médicas hoy.

Después de realizar una serie de experimentos, los investigadores encontraron que el mono maestro era capaz de controlar con precisión el movimiento del brazo del mono avatar en el 80-90% de las pruebas.

Al comentar sobre los hallazgos, la investigación dice:

"Demostramos que tanto las actividades descodificadas de las poblaciones premotoras como sus respuestas adaptativas se pueden utilizar, después de un breve entrenamiento, para dirigir de forma efectiva la extremidad de un avatar hacia distintos objetivos mostrados de forma variable en una pantalla".

Posible tratamiento para la parálisis

Según la Fundación Christopher y Dana Reeve, hay aproximadamente 6 millones de personas en Estados Unidos que padecen parálisis, lo que equivale a 1 de cada 50 personas.

Los investigadores concluyen que esperan que sus hallazgos den lugar a enfoques que permitan una recuperación más rápida y la restauración del movimiento de las extremidades en pacientes con parálisis.

Williams dijo Noticias médicas hoy:

"En el futuro, es posible implantar un microchip en el cerebro y otro microchip en la médula espinal debajo del sitio de la lesión, y luego conectarlos usando una mini computadora para crear un bypass funcional de cerebro a columna vertebral que puede reanimar la propia extremidad paralizada ".

Nos dijo que el equipo de investigación planea crear un proceso neuronal similar al que se usó en este estudio, pero que será capaz de "hacer movimientos con una resolución mucho más fina y en el espacio 3D".

"En última instancia, nuestra esperanza es comenzar a traducir parte de este trabajo para uso clínico", agregó.

Noticias médicas hoy recientemente informó sobre un estudio que detalla la primera mano artificial potenciada sensorialmente que ha permitido a un amputado "sentir".

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