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Brain Chip ayuda a los tetrapléjicos a mover brazos robóticos con sus pensamientos
Una paciente paralizada equipada con un chip cerebral implantado ha podido usar un brazo robótico para alcanzar y tomar una botella de café, acercarla lo suficiente a su cara para poder beber de una pajita y luego volver a colocar la botella en su boca. la mesa.
El paciente tetrapléjico fue equipado con un implante cerebral electrónico que puede impulsar un brazo robótico para alcanzar y agarrar objetos ( ver video ). Un estudio publicado hoy en la revista Naturaleza muestra que las personas con chips cerebrales pueden usar los dispositivos para realizar tareas tridimensionales complejas que podrían ser útiles en la vida diaria. Además, los electrodos implantados pueden registrar señales neuronales durante cinco años, más de lo que se sospechaba. En estudios anteriores, los pacientes que utilizan implantes cerebrales han podido mover un cursor en una pantalla, pero no realizar movimientos complicados con objetos del mundo real.
Los resultados son los últimos anuncios de un equipo liderado por John Donoghue, neurocientífico de la Universidad de Brown. Donoghue y colaboradores habían informado en 2006 que los pacientes paralizados por lesiones de la médula espinal podían usar interfaces cerebro-máquina para impulsar el movimiento de los cursores en una pantalla y hacer movimientos simples de abrir y cerrar con una mano robótica. Ahora, los investigadores han demostrado que una interfaz cerebro-máquina puede dirigir tareas más complicadas. Las personas no solo pueden controlar el cursor de una computadora, también pueden controlar dispositivos realmente complejos como un brazo robótico que puede realizar las funciones que nuestro propio brazo puede hacer, dice Donoghue.
El implante cerebral es una pequeña matriz de cuatro milímetros en cada lado (aproximadamente del tamaño de una aspirina para bebés, dice Donoghue) con 96 electrodos similares a pelos que se extienden desde un lado. El dispositivo se encuentra en la superficie del cerebro y los electrodos penetran un milímetro en la región de la corteza motora que controla el brazo. El implante registra los impulsos de decenas de neuronas. La intención de un paciente de moverse genera estos impulsos, que luego se transmiten a una computadora que traduce los patrones de actividad eléctrica en comandos que pueden controlar un brazo robótico.
Lo que me sorprende de este estudio es que muestra muy bien, por primera vez en pacientes humanos, que puede usar estas señales para controlar un robot de importancia para las actividades de la vida diaria de un paciente, dice Andrew Jackson, neurocientífico de la Universidad de Newcastle. Los investigadores dicen que las mejoras algorítmicas para captar patrones de actividad en el cerebro e interpretar esos patrones fueron clave para el avance.
El objetivo del ensayo clínico piloto es desarrollar tecnologías que puedan restaurar la capacidad de comunicarse y moverse y dar independencia a las personas con enfermedades o lesiones neurológicas. Hasta ahora, siete pacientes se han inscrito en el ensayo. Los dos participantes en este último trabajo sufrieron derrames cerebrales que los dejaron incapaces de hablar o mover sus extremidades. En el momento del estudio, un paciente tenía el implante durante cinco meses y el otro durante más de cinco años.
La longevidad de los implantes demuestra que el dispositivo puede captar señales utilizables del cerebro durante años, un punto de preocupación en el campo. Cuando pones algo en el cerebro, hay una reacción a la presencia de ese dispositivo, dice Donoghue. Los electrodos dañan o desplazan las células y el cerebro puede formar tejido cicatricial a su alrededor. Pero no parece que la reacción del cerebro sea una barrera para la grabación, dice Donoghue.
Aún así, la señal se deterioró con el tiempo. Aunque están registrando señales cinco años después de que se colocó la matriz, las señales no son tan estables día a día, dice Jackson. Señala que el tejido gelatinoso del cerebro se mueve dentro de nuestro cráneo, y un implante rígido y fijo puede obligar al cerebro a deformarse a su alrededor. Si las señales cambian día a día, ¿[un paciente] necesitaría recalibrar el sistema día a día?
Por ahora, el implante debe conectarse a una configuración externa, pero los investigadores de Brown y los investigadores de Microsistemas Roca Negra en Utah (que fabrica los implantes) están trabajando en versiones inalámbricas que se están probando en animales. Donoghue espera que los implantes puedan eventualmente impulsar la estimulación eléctrica de los propios músculos del paciente, evitando la necesidad de brazos robóticos. Tales experimentos se han mostrado prometedores en primates no humanos (por ejemplo, ver un estudio reciente de la Universidad Northwestern ).